第6章 Overlapped I/O， 在你身后变戏法 ---被激发的 File Handles -3

最简单的 overlapped I/O 类型，是使用它自己的文件 handle 作为同步机制。首先你以 FILE_FLAG_OVERLAPPED 告诉 Win32 说你不要使用默认的同步 I/O。然后，你设立一个 OVERLAPPED 结构，其中内含“I/O 请求”的所有必要参数，并以此识别这个“I/O 请求”，直到它完成为止。接下来，调用 ReadFile() 并以 OVERLAPPED 结构的地址作为最后一个参数。这时候，理论上，Win32 会在后台处理你的请求。你的程序可以放心地继续处理其他事情。

    如果你需要等待 overlapped I/O 的执行结果， 作为WaitForMultipleObjects() 的一部分， 请在 handle 数组中加上这个文件handle。文件 handle 是一个核心对象，一旦操作完毕即被激发。当你完成操作之后，请调用 GetOverlappedResult() 以确定结果如何。
    
    调用 GetOverlappedResult() ， 你获得的结果和“ 调用 ReadFile() 或WriteFile() 而没有指定 overlapped I/O”所传回的东西一样。这个函数的价值在于，在文件操作真正完成之前，你不可能确实知道它是否成功。甚至在一个完美无瑕的环境下读一个已知的磁盘文件，也有可能发生硬件错误、服务器当掉，或任何未能预期的错误。因此，调用 GetOverlappedResult() 是很重要的。
    
        GetOverlappedResult() 规格如下：
    
    BOOL GetOverlappedResult(
        HANDLE hFile,
        LPOVERLAPPED lpOverlapped,
        LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred,
        BOOL bWait
    );
    参数
    hFile                 文件或设备（device）的 handle。
    lpOverlapped             一个指针，指向 OVERLAPPED 结构。
    lpNumberOfBytesTransferred     一个指针，指向 DWORD，用以表示真正被传输的字节个数。
    bWait                 一个布尔值，用以表示是否要等待操作完成。TRUE 表示要等待。
    
    返回值
        如果 overlapped 操作成功，此函数传回 TRUE。失败则传回 FALSE。GetLastError() 可获得更详细的失败信息。如果 bWait 为 FALSE 而overlapped 还是没有完成，GetLastError() 会传回ERROR_IO_INCOMPLETE。
    
        列表6-1 所显示的程序代码从文件 C:\WINDOWS\WINFILE.EXE 的第1500 位置处读入 300 个字节。这段代码放在书附盘片的 IOBYFILE 程序中。
            列表6-1 引用自 IOBYFILE.C—overlapped I/O
                with a signaled file handle
#0001 int ReadSomething()
#0002 {
#0003         BOOL rc;
#0004         HANDLE hFile;
#0005         DWORD numread;
#0006         OVERLAPPED overlap;
#0007         char buf[512];
#0008
#0009         // open the file for overlapped reads
#0010         hFile = CreateFile( "C:\\WINDOWS\\WINFILE.EXE",
#0011                 GENERIC_READ,
#0012                 FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,
#0013                 NULL,
#0014                 OPEN_EXISTING,
#0015                 FILE_FLAG_OVERLAPPED,
#0016                 NULL
#0017             );
#0018         if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
#0019         return -1;

#0020
#0021         // Initialize the OVERLAPPED structure
#0022         memset(&overlap, 0, sizeof(overlap));
#0023         overlap.Offset = 1500;
#0024
#0025         // Request the data
#0026         rc = ReadFile(
#0027                 hFile,
#0028                 buf,
#0029                 300,
#0030                 &numread,
#0031                 &overlap
#0032             );
#0033
#0034         if (rc)
#0035         {
#0036             // The data was read successfully
#0037         }
#0038         else
#0039         {
#0040             // Was the operation queued ?
#0041             if (GetLastError() == ERROR_IO_PENDING)
#0042             {
#0043                 // We could do something else for awhile here...
#0044
#0045                 WaitForSingleObject(hFile, INFINITE);
#0046                 rc = GetOverlappedResult(
#0047                             hFile,
#0048                             &overlap,
#0049                             &numread,
#0050                             FALSE
#0051                     );
#0052             }
#0053             else
#0054             {
#0055                 // Something went wrong
#0056             }
#0057         }
#0058
#0059         CloseHandle(hFile);
#0060

#0061         return TRUE;
#0062         }

    在这段程序代码中我们得特别注意几点。第一，虽然你要求一个overlapped 操作，但它并不一定就是 overlapped！如果数据已经被放进 cache中，或如果操作系统认为它可以很快速地取得那份数据，那么文件操作就会在ReadFile() 返回之前完成，而 ReadFile() 将传回 TRUE。这种情况下，文件handle 处于激发状态，而对文件的操作可被视为就像 overlapped 一样。
    
    下一个需要注意的是，如果你要求一个文件操作为 overlapped，而操作系统把这个“操作请求”放到队列中等待执行，那么 ReadFile() 和 WriteFile()都会传回 FALSE 以示失败。这个行为并不是很直观， 你必须调用GetLastError() 并确定它传回 ERROR_IO_PENDING，那意味着“overlappedI/O 请求”被放进队列之中等待执行。GetLastError() 也可能传回其他的值，例如 ERROR_HANDLE_EOF，那就真正代表一个错误了。

    请注意 overlapped I/O 如何解决“没有文件指针”这个问题。事实上OVERLAPPED 结构本身就包含了“这个操作应该从哪里开始”的信息。那当然是值得注意的东西，但是在列表6-1 中未显示出来。OVERLAPPED 结构有能力处理 64 位的偏移值，因此即使面对非常巨大的文件也不怕。
    
    为了等待文件操作完成， 我把文件的 handle 交给WaitForSingleObject()。一旦 overlapped 操作完成，该文件 handle 就会成为激发状态。我所举的这个例子过于简单，真实世界里，可能会在程序的某个集中处，等待许多个 handles。

    列表6-1 调用 WaitForSingleObject() 其实是多余的， 因为GetOverlappedResult() 就可以用来等待 overlapped 操作的完成。不过由于实际上你常常会以一个 Wait...() 函数去等待 overlapped 操作完成，所以我才做这样的示范。