Windows I/O模型、同步/非同步、阻塞/非阻塞
同步
所謂同步，就是在發出一個功能呼叫時，在沒有得到結果之前，該呼叫就不返回。按照這個定義，其實絕大多數函式都是同步呼叫（例如sin, isdigit等）。但是一般而言，我們在說同步、非同步的時候，特指那些需要其他部件協作或者需要一定時間完成的任務。最常見的例子就是 SendMessage。該函式傳送一個訊息給某個視窗，在對方處理完訊息之前，這個函式不返回。當對方處理完畢以後，該函式才把訊息處理函式所返回的 LRESULT值返回給呼叫者。
非同步
非同步的概念和同步相對。當一個非同步過程呼叫發出後，呼叫者不能立刻得到結果。實際處理這個呼叫的部件在完成後，通過狀態、通知和回撥來通知呼叫者。以 CAsycSocket類為例（注意，CSocket從CAsyncSocket派生，但是起功能已經由非同步轉化為同步），當一個客戶端通過呼叫 Connect函式發出一個連線請求後，呼叫者執行緒立刻可以朝下執行。當連線真正建立起來以後，socket底層會發送一個訊息通知該物件。這裡提到執行 部件和呼叫者通過三種途徑返回結果：狀態、通知和回撥。可以使用哪一種依賴於執行部件的實現，除非執行部件提供多種選擇，否則不受呼叫者控制。如果執行部 件用狀態來通知，那麼呼叫者就需要每隔一定時間檢查一次，效率就很低（有些初學多執行緒程式設計的人，總喜歡用一個迴圈去檢查某個變數的值，這其實是一種很嚴重 的錯誤）。如果是使用通知的方式，效率則很高，因為執行部件幾乎不需要做額外的操作。至於回撥函式，其實和通知沒太多區別。
阻塞
阻塞呼叫是指呼叫結果返回之前，當前執行緒會被掛起。函式只有在得到結果之後才會返回。有人也許會把阻塞呼叫和同步呼叫等同起來，實際上他是不同的。對於同 步呼叫來說，很多時候當前執行緒還是啟用的，只是從邏輯上當前函式沒有返回而已。例如，我們在CSocket中呼叫Receive函式，如果緩衝區中沒有數 據，這個函式就會一直等待，直到有資料才返回。而此時，當前執行緒還會繼續處理各種各樣的訊息。如果主視窗和呼叫函式在同一個執行緒中，除非你在特殊的介面操 作函式中呼叫，其實主介面還是應該可以重新整理。socket接收資料的另外一個函式recv則是一個阻塞呼叫的例子。當socket工作在阻塞模式的時候， 如果沒有資料的情況下呼叫該函式，則當前執行緒就會被掛起，直到有資料為止。
非阻塞
非阻塞和阻塞的概念相對應，指在不能立刻得到結果之前，該函式不會阻塞當前執行緒，而會立刻返回。
物件的阻塞模式和阻塞函式呼叫
物件是否處於阻塞模式和函式是不是阻塞呼叫有很強的相關性，但是並不是一一對應的。阻塞物件上可以有非阻塞的呼叫方式，我們可以通過一定的API去輪詢狀 態，在適當的時候呼叫阻塞函式，就可以避免阻塞。而對於非阻塞物件，呼叫特殊的函式也可以進入阻塞呼叫。函式select就是這樣的一個例子。
在Winsock中實現非同步的方法有很多，Winsock的IO模型有下面六種
一：select模型
二：WSAAsyncSelect模型
三：WSAEventSelect模型
四：Overlapped I/O 事件通知模型
五：Overlapped I/O 完成例程模型
六：IOCP模型
從一到六越來越高階，越來越高效，實現越來越複雜。
曾在網上看到一些比喻用來很好的說明這些模型，在這裡引用一下。
老陳有一個在外地工作的女兒，不能經常回來，老陳和她通過信件聯絡。他們的信會被郵遞員投遞到他們的信箱裡。
一：select模型
老陳非常想看到女兒的信。以至於他每隔10分鐘就下樓檢查信箱，看是否有女兒的信~~~~~
在這種情況下，“下樓檢查信箱”然後回到樓上耽誤了老陳太多的時間，以至於老陳無法做其他工作。
二：WSAAsyncSelect模型
後來，老陳使用了微軟公司的新式信箱。這種信箱非常先進，一旦信箱裡有新的信件，蓋茨就會給老陳打電話：喂，大爺，你有新的信件了！從此，老陳再也不必頻繁上下樓檢查信箱了，牙也不疼了，你瞅準了，藍天......不是，微軟~~~~~~~~
三：WSAEventSelect模型
後來，微軟的信箱非常暢銷，購買微軟信箱的人以百萬計數......以至於蓋茨每天24小時給客戶打電話，累得腰痠背痛，喝蟻力神都不好使~~~~~~
微軟改進了他們的信箱：在客戶的家中新增一個附加裝置，這個裝置會監視客戶的信箱，每當新的信件來臨，此裝置會發出“新信件到達”聲，提醒老陳去收信。蓋茨終於可以睡覺了。
四：Overlapped I/O 事件通知模型
後來，微軟通過調查發現，老陳不喜歡上下樓收發信件，因為上下樓其實很浪費時間。於是微軟再次改進他們的信箱。新式的信箱採用了更為先進的技術，只要使用者告訴微軟自己的家在幾樓幾號，新式信箱會把信件直接傳送到使用者的家中，然後告訴使用者，你的信件已經放到你的家中了！老陳很高興，因為他不必再親自收發信件了！
五：Overlapped I/O 完成例程模型
老陳接收到新的信件後，一般的程式是：開啟信封----掏出信紙----閱讀信件----回覆信件......為了進一步減輕使用者負擔，微軟又開發了一種新的技術：使用者只要告訴微軟對信件的操作步驟，微軟信箱將按照這些步驟去處理信件，不再需要使用者親自拆信/閱讀/回覆了！老陳終於過上了小資生活！
六：IOCP模型
微軟信箱似乎很完美，老陳也很滿意。但是在一些大公司情況卻完全不同！這些大公司有數以萬計的信箱，每秒鐘都有數以百計的信件需要處理，以至於微軟信箱經常因超負荷運轉而崩潰！需要重新啟動！微軟不得不使出殺手鐗......
微軟給每個大公司派了一名名叫“Completion Port”的超級機器人，讓這個機器人去處理那些信件！
其實，上面每種模型都有優點，要根據程式需求而適當選擇合適的模型，前面三種模型效率已經比較高，實現起來難道不大，很多一般的網路程式都採用前三種模型，只有對網路要求特別高的一些伺服器才會考慮用後面的那些模型。MFC中的CAsyncSocket類就是用的WSAAsyncSelect模型，電驢中也是用的這種，不過在尋找對應socket的時候進行了優化，查詢更快，在GridCast中採用的是WSAEventSelect模型，等待。
posted on 2006-04-20 17:25 楊粼波 閱讀(2037) 評論(0) 編輯 收藏 引用 所屬分類: 網路程式設計