c++ - C++ 中的异步文件 I/O

Question

我找不到有关C++异步读写的信息。所以我编写代码，函数 read() 工作正常，但同步不行。 Sync() 函数不等待读取结束。 我认为线程中的变量 state_read 的值不正确。请理解我为什么。

struct IOParams{
    char* buf;
    unsigned int nBytesForRead;
    FILE* fp;
}; 

struct AsyncFile {
     FILE* fp;
     bool state_read;
     HANDLE hThreadRead;
     IOParams read_params;

     void AsyncFile::read(char* buf, unsigned int nBytesForRead){
       sync();
       read_params.buf = buf;
       read_params.fp = fp;
       read_params.nBytesForRead = nBytesForRead;
       hThreadRead = CreateThread(0,0,ThreadFileRead,this,0);
     }

     void AsyncFile::sync() {    
       if (state_read) {
           WaitForSingleObject(hThreadRead,INFINITE);
             CloseHandle(hThreadRead);    
       }
       state_read = false;
    }
};


DWORD WINAPI ThreadFileRead(void* lpParameter) {    
    AsyncFile* asf = (AsyncFile*)lpParameter;
    asf->setReadState(true);
    IOParams & read_params = *asf->getReadParams();
    fread(read_params.buf, 1, read_params.nBytesForRead, read_params.fp);
    asf->setReadState(false);
    return 0;
}

也许你知道如何以更合理的方式编写异步读取。

Answer 1

Maybe you know how to write the asynchronous reading in more reasonable way.

由于您的问题被标记为“Windows”，您可能会研究 FILE_FLAG_OVERLAPPED 和 ReadFileEx，它们无需额外线程即可进行异步读取(通过事件、回调进行同步，或完成端口)。

如果您坚持使用单独的加载器线程(可能有充分的理由，尽管很少)，您不希望从两个线程重复读取和写入标志并将其用于同步。尽管您的代码看起来是正确的，但仅不能按预期工作这一事实就表明这是一个坏主意。
始终使用正确同步原语(事件或信号量)进行同步，不要篡改从不同线程写入和读取(可能不一致)的某些标志。 或者，如果您不需要额外的事件对象，您可以始终无条件地等待线程终止(但是，请阅读下一段)。

一般来说，生成一个线程并让它在每次读取时死亡并不是一个好的设计。生成线程不仅会产生相当大的开销(对于 CPU 和内存而言)，而且还会引入难以预测的“有趣效果”，并最终导致完全反优化。想象一下，例如，有 50 个线程在搜索时对硬盘驱动器进行攻击，所有线程都试图获取其中的一部分。这肯定是异步的，但也会慢一百倍。
如果您不想使用操作系统的 native 异步机制，那么使用少量工作人员(强调小)可能是一个更优越的设计。