Poedu_Windows_IO操作

什麼是windows的IO

系統與外部裝置進行互動的操作

對外部裝置的操作都稱為I/O操作

IO完成端口機制

提高效率

windows是一個多任務多線程的作業系統

多任務：執行多個程序

多線程：一個程序内執行多個線程

程序所代表的是目前程式的機關，線程所代表的是實際工作的勞工

多核：多核作業系統下，可以讓每一個核心運作來運作一個線程，真正達到多任務并行處理

單核：僞多任務

外部裝置的瓶頸，會使線程挂起

例如從外部裝置讀取需要2分鐘，那麼線程會被挂起，直到裝置讀取完畢才能進行下面的工作：會影響效率，IO完成端口機制可以幫助解決這個問題

有IO處理請求的時候，會發送請求，不會等待，線程繼續做事情，裝置操作結束後，給線程一個通知，再回來做這件事情，相當于自己做了一個并行，不會導緻程式卡死

能夠讓程式被挂起的時候來執行其它的一些操作

檔案核心對象的了解

IO操作都是基于裝置：除了記憶體之外的都可以認為是裝置

記憶體是運作所有程式的載體

标準IO操作

檔案

存儲在硬碟中，屬于檔案裝置

目錄

windows下包含着很多目錄，也屬于一個裝置

邏輯磁盤驅動器

系統中的分區，從作業系統的角度看，哪塊空間到哪塊空間是屬于C槽的

實體磁盤驅動器

一般一台電腦隻裝了一個磁盤，那麼就隻有一個實體磁盤

• windows可以将一塊實體磁盤分成邏輯磁盤，邏輯磁盤和目錄都是為了友善使用者的使用，在目錄下面，就是檔案（有一個檔案格式表，可百度檢視），在系統層面下，每一個檔案都是二進制資料的集合（二進制檔案）
• 廣義上的檔案的是由格式來區分：通過擴充名能夠知道編碼格式，才能正确的打開檔案

  但是，檔案的最終意義是二進制的集合

• 實體磁盤 -> 邏輯磁盤（可以跨實體磁盤） -> 分成一級級的目錄 -> 檔案

  邏輯磁盤和目錄都是由作業系統做出來的，真實存在的隻是實體磁盤和檔案（檔案的概念也是虛拟出來的，其實就是二進制資料）

  檔案是由檔案系統維護的，檔案隻是一個記憶體區間，但是在邏輯上要組織成一個機關

• 檔案核心對象：代表從A到B這塊區域

  就像一個類（其實核心對象是一個結構體），這個對象指代了A到B這塊區域，都是一個個的對象，都儲存在檔案核心中，是以檔案核心對象，都是為了做一件事情，隻是為了指代出一些機關，或者指代類似于檔案的一些事物

  每個裝置都有自己的一個對象

  擷取對應的對象：處在核心态，沒辦法new出來，是以需要用API

  使用核心對象，更多的是對檔案以及目錄裝置進行操作，增删改查，對邏輯磁盤的操作隻能做些格式化和大小更改，對實體磁盤的操作隻能是擷取分區等

所有的裝置類型講解

序列槽

并口

序列槽和并口是計算機和外部裝置進行互動的一種方式

但是是兩種不同的連接配接方式，相當于是一個接口，主要做信号互動，序列槽是單通道，并口是八通道，但并口并不一定比序列槽快，還要做排序什麼的

郵件槽

通過網絡傳輸

可以進行一對多的通信

區域網路

命名管道

通過網絡傳輸

一對一的通信

區域網路

匿名管道

本機通信：程序與程序是隔離的。之間的通信可以使用匿名管道，也可以使用scoket

一對一

套接字

封包或者資料流的傳輸

R3和R0檔案對象的互動

軟體->R3層->一根分離線 ->R0層 ->作用到一個個單獨的硬體中

軟體使用R3層提供的一些API，打開檔案、讀取的操作

過程

軟體向R3層提出請求：打開檔案；R3判定請求是否符合要求，再到那條線（不會越過這條線），再通過R0層調用硬體中硬碟，取到這個檔案，R0層會有一個辨別（在記憶體中儲存一個檔案核心對象），然後向上傳回，傳回到軟體層，傳回的東西其實就是檔案核心對象，但是沒法越過那條線，是以沒法把東西直接給軟體層，是以需要兩個程序之間進行通信，通信的内容不能太大，是以會傳回一個編号，這個編号在R3層就是一個句柄（HANDLE），通過這個句柄就可以對檔案進行操作，操作後的内容放到一個記憶體共享區域，軟體再從這個共享區域中拿東西

R3層的參數校驗，是為了保證請求能夠通過那條線的檢測

裝置的打開方式

檔案

CreateFile：不止是建立，也會打開

參數：路徑名或UNC路徑（\）等

傳回檔案核心對象：HANDLE

目錄

CreateFile

需要使用标志位 FILE_FLAG_BACKUP_SEMENTICS

邏輯磁盤

CreateFile（\?:）:下劃線加一個盤符（比如C）

實體磁盤

CreateFile(//PHYSICALDRIVE?)

問号是數字

序列槽

CreateFile(COM?)

COM+序列槽編号

并口

CreateFile(LPT?)

LPT+并口編号

郵件槽伺服器

CreateMailslot(.\mailslot\郵件槽名)

郵件槽用戶端

CreateFile(\servername(一般是UNC名)\mailslot\郵件槽名)

命名管道伺服器

CreateNamedPipe(.\pipe\管道名)

命名管道用戶端

CreateFile(\servername(一般是UNC名)\pipe\管道名)

注意郵件和命名管道，使用的時候再看一遍

匿名管道

CreatePipe

套接字

Socket; accept