C++ の非同期 I/O モデルとは何ですか?それらの長所と短所は何ですか?

C++ の非同期 I/O モデル

非同期 I/O モデルを使用すると、メインスレッドをブロックすることなく I/O 操作を同時に実行できます。計算と他のアクティビティが同時に発生する可能性があるため、これは高性能アプリケーションにとって重要です。

C++ には主に 2 つのタイプの非同期 I/O モデルがあります:

1. イベント駆動型 I/O (I/O 完了ポート)

• イベント駆動型モデルはオペレーティング システムで通知ハンドルを使用します。レベル。 I/O 操作が完了すると、システムはハンドルに通知を送信し、アプリケーションで処理できるようになります。
• 利点: 高いパフォーマンス、低いオーバーヘッド、強力なスケーラビリティ。
• 短所: より多くのコードと構成が必要です。

サンプルコード:

    // 创建 I/O 完成端口
    HANDLE ioPort = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0);

    // 为每个套接字创建通知句柄
    SOCKET sock = ...;
    CreateIoCompletionPort((HANDLE)sock, ioPort, 0, 0);

    // 在单独的线程中处理通知
    DWORD bytesTransferred;
    LPOVERLAPPED overlapped;
    while (GetQueuedCompletionStatus(ioPort, &bytesTransferred, &overlapped, NULL, INFINITE)) {
        // 处理完成的 I/O 操作
    }

2. 非同期ファイルI/O

• 非同期ファイルI/OはReadFileEx() 和 WriteFileEx()関数を使用します。イベント駆動型モデルとは異なり、通知ハンドルは使用されませんが、完了時に直接戻ります。
• 利点: 追加の構成は必要なく、コードはより単純です。
• 短所: パフォーマンスが低下する可能性があり、拡張性が制限されます。

サンプルコード:

    HANDLE fileHandle = ...;
    DWORD bytesTransferred;
    OVERLAPPED overlapped;

    ReadFileEx(fileHandle, buffer, sizeof(buffer), &overlapped, NULL);

    while (GetOverlappedResult(fileHandle, &overlapped, &bytesTransferred, FALSE)) {
        // 处理已完成的 I/O 操作
    }

適切なモデルを選択してください

最適な非同期 I/O モデルの選択は、アプリケーションの特定の要件によって決まります:

• 高いパフォーマンスとスケーラビリティの要件を持つアプリケーションの場合、イベント駆動型 I/O (I/O 完了ポート) の方が良い選択です。
• 高いシンプルさと使いやすさを必要とするアプリケーションの場合は、非同期ファイル I/O の方が良い選択となる可能性があります。

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