关于ReadFile异步操作的问题以及我对同步操作和异步操作的理解，求指正

最近在看信号量之类的东西，感觉很有意思。下面说说我对同步操作和异步操作的理解，希望你们多指正。

同步操作是一个序列化的操作，必须一个操作完成之后才能进行下面的操作，可以说是有前后制约关系的；同步操作的缺点也是明显的，就是当遇到一个非常耗时的操作的时候，下面的操作就得等，这样对用户不太友好。

异步操作是各个操作之间是独立的，并没有牵制关系，类似于多线程之间的关系吧，异步操作的缺点也是明显的，就是容易引起混乱，为了避免混乱，引入了类似信号量 事件这种东西来实现异步操作之间的同步。

以上就是我对两个概念的理解，如果错误的地方请指正。

下面的代码中我用到了ReadFile的异步操作，用于从c盘读取一个大小为1GB名123.rar的文件，然后写入到D:\456.rar,我预期的效果是ReadFile操作之后马上返回，然后printf，然后CreateFile，毕竟printf和CreateFile这样的操作多简单，耗时又少，然后程序在io操作之间和WaitForSingleObject之间切换。可实际的效果是程序运行很长时间之后差不多快把文件读取完了，才printf出来，感觉ReadFile异步操作实际运行效果和ReadFile的同步操作效果一样呢？求解释。  


下面是代码

// waritfor.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include "windows.h"
#include "stdlib.h"
int main(int argc, char* argv[])
{

	//创建一个事件用于同步操作,初始化状态为没有信号
	HANDLE hEvent = CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,NULL);


	if(NULL==hEvent)
	{
		printf("create event error");
		return 0;

	}

	//打开一个文件
	char FileName[]="c:\\123.rar";
	HANDLE hFile = CreateFile(FileName,GENERIC_READ|FILE_FLAG_OVERLAPPED,0,NULL,OPEN_EXISTING,NULL,NULL);
	if(NULL==hFile||INVALID_HANDLE_VALUE==hFile)
	{
		printf("open file error");
		return 0;
	}

	//获取文件大小
	DWORD size = GetFileSize(hFile,NULL);
	if(NULL==size)
	{	

		printf("get file size error");
		return 0;
	}

	//以文件大小分配一块内存
	LPVOID buf = (LPVOID)malloc(size);
	if(NULL==buf)
	{
		printf("alloc mem error");
		return 0;
	}


	//把文件的内容读取到内存中,由于是一个耗时较长的操作 这里采用异步读取数据 一个1GB的文件

	OVERLAPPED ov;
	ov.hEvent = hEvent;
	ov.Offset = 0;
	ov.OffsetHigh = 0;

	BOOL bread = ReadFile(hFile,buf,size,NULL,&ov);
	if(FALSE==bread)
	{
		printf("read file error %d");
		return 0;
	}	

	//问题在这里，既然这里的ReadFile是异步操作，ReadFile后会马上返回，然后printf，
	//可是实际的测试效果感觉是把文件完整的读取进来之后才printf的，效果和同步操作一样，
	//为什么呢？ 搞不懂。
	printf("正在读取文件");




	//创建一个文件，当读取操作完成之后把数据写入到这个文件中，

	char newfile[] = "d:\\456.rar";
	HANDLE hnew = CreateFile(newfile,GENERIC_WRITE,0,NULL,CREATE_ALWAYS,NULL,NULL);
	if(NULL==hnew||INVALID_HANDLE_VALUE==hnew)
	{
		printf("create file error");
		return 0;
	}


	//检测事件的是否有信号，如果有信号，说明读取文件操作完成了，开始写文件
	DWORD wait = WaitForSingleObject(hEvent,INFINITE);

	DWORD byteswritten;
	if(WAIT_OBJECT_0==wait)//读取文件操作已经完成了
	{

		printf("读取文件完成，正在写入");
		WriteFile(hnew,buf,size,&byteswritten,NULL);
		if(byteswritten==size)
		{
			printf("写入文件成功");
			return 1;
		}
	}

	return 0;
}

11 个解决方案

#1

时间是花在了malloc上，而不是ReadFile上

Overlapped实际上是系统内部线程帮你做IO，信号量是用来同步的和IO没有必然联系

另外，如果异步file，建议用ReadFileEx

#2

文件异步操作，要在CreateFile倒数第2个参数dwFlagsAndAttributes设置FILE_FLAG_OVERLAPPED标志的吧！
不过就算是异步读取，你把放在同一线程里读写，效率改善是很有限的，因为也是要等读完才能写，可以考虑用多线程，分隔若干段进行读写。

#3

引用 2 楼  的回复:

文件异步操作，要在CreateFile倒数第2个参数dwFlagsAndAttributes设置FILE_FLAG_OVERLAPPED标志的吧！
不过就算是异步读取，你把放在同一线程里读写，效率改善是很有限的，因为也是要等读完才能写，可以考虑用多线程，分隔若干段进行读写。

额，FILE_FLAG_OVERLAPPED确实是倒数第二个参数的，感谢指出。

#4

忘记CloseHandle了。

#5

引用 1 楼  的回复:

时间是花在了malloc上，而不是ReadFile上

Overlapped实际上是系统内部线程帮你做IO，信号量是用来同步的和IO没有必然联系

另外，如果异步file，建议用ReadFileEx

谢谢，我再试试。

#6

这种大型的文件一次读入内存够折腾的，机器　受得了吗？

#7

引用 6 楼  的回复:

这种大型的文件一次读入内存够折腾的，机器　受得了吗？

恩，却是应该分几次读取。谢谢指正。

#8

if(FALSE==bread)
    {
        printf("read file error %d");
        return 0;
    }    
     
这里不能返回,因为是异步操作，如果 read false 时，getlasterror 如果为 ERROR_IO_PENDING，也是正常的

#9

这个程序应该不会有效果的。楼主对异步的理解错误。

#10

1. 这里不能用术语“序列化”，应该说，同步I/O是串行化操作。

2. 无论是同步还是异步I/O，你要明白，总是需要消耗一定的时间，而是对一次I/O而言，他们二者消耗的时间是基本一样的。读某种硬盘一次，就是需要那么多时间，硬盘的参数都有说明的，用硬盘的转数表示。异步操作也不能让硬盘加速旋转。不止对硬盘I/O，对任何外设都是一样，如网卡、U盘、游戏手柄等等，都一样，无论同步还是异步I/O消耗的时间是基本一样的。

3. 异步I/O的好处是，不阻塞线程。所以，我们可以在有限数量的线程里，处理很多很多的I/O操作。而同步I/O，一旦与外设操作，就会让当前线程陷入内核，直到操作结束，这样，我们在有限数量的线程里，在一定的时间内，所处理的I/O就会很少。

#11

异步I/O的基本基础是，CPU的速度，要远超过I/O的速度。

所以，我们可以让CPU在I/O操作完成前，做更多的事情。