windows - I/O完成端口的优缺点

Question

为什么很多人说 I/O 完成端口是一个又快又好的模型？
I/O完成端口的优缺点是什么？

我想知道一些使 I/O 完成端口比其他方法更快的点。

如果你能和其他模型（select、epoll、传统的多线程/多进程）相比解释一下，那就更好了。

Answer 1

I/O 完成端口很棒。没有比这更好的词来形容它们了。如果 Windows 中的任何事情都做得对，那就是完成端口。

您可以创建一定数量的线程（实际上与多少无关）并让它们全部阻塞在一个完成端口上，直到事件（您手动发布的一个，或者来自计时器或异步 I/O 的事件，或其他任何事件）到达. 然后完成端口将唤醒一个线程来处理事件，直到您指定的限制。如果您没有指定任何内容，它将假定“最多 CPU 内核数”，这非常好。

如果已经有超过最大限制的活动线程，它将等待其中一个完成，然后在进入等待状态后立即将事件交给线程。此外，它总是以 LIFO 顺序唤醒线程，因此缓存很可能仍然是热的。

换句话说，完成端口是一个简单的“事件轮询”以及“尽可能多地填充 CPU”的解决方案。

您可以在完成端口、套接字或其他任何可等待的地方引发文件读取和写入。而且，您可以根据需要发布自己的活动。每个自定义事件至少有一个整数和一个指针值的数据（如果您使用默认结构），但您并不仅限于此，因为系统也很乐意接受任何其他结构。

此外，完成端口很快，非常非常快。曾几何时，我需要从另一个线程通知一个线程。碰巧的是，该线程已经有一个用于文件 I/O 的完成端口，但它没有发送消息。所以，我想知道我是否应该为了简单起见硬着头皮使用完成端口，即使发布线程消息显然会更有效率。我犹豫不决，所以我进行了基准测试。令人惊讶的是，完成端口的速度大约快了 3 倍。所以……更快更灵活，这个决定并不难。

Answer 2

通过使用 IOCP，我们可以克服“每个客户端一个线程”的问题。众所周知，如果软件不在真正的多处理器机器上运行，性能会大大降低。线程是既不无限也不便宜的系统资源。

IOCP 提供了一种让几个（I/O 工作人员）线程“公平”处理多个客户端的输入/输出的方法。线程被挂起，在有事情要做之前不要使用 CPU 周期。

您还可以阅读这本好书http://www.amazon.com/Windows-System-Programming-Johnson-Hart/dp/0321256190中的一些信息

Answer 3

I/O 完成端口由 O/S 作为异步 I/O 操作提供，这意味着它发生在后台（通常在硬件中）。系统不会浪费任何资源（例如线程）等待 I/O 完成。当 I/O 完成后，硬件向 O/S 发送一个中断，然后唤醒相关的进程/线程来处理结果。 错误：IOCP 不需要硬件支持（请参阅下面的评论）

通常，单个线程可以等待大量 I/O 完成，而在 I/O 未返回时占用很少的资源。

其他不基于 I/O 完成端口的异步模型通常使用线程池并让线程等待 I/O 完成，从而使用更多的系统资源。

另一方面是 I/O 完成端口通常需要硬件支持，因此它们通常不适用于所有异步场景。