Linux异步I/O之旅（异步iolinux）

Linux异步I/O之旅

Linux是主流的操作系统，可以调用底层的I/O（输入输出）功能。鉴于这，我们可以实现更高级的功能，如异步I/O。当一个程序试图建立一个链接或发送一个数据包时，它可以调用异步I/O，并可以在内核中等待结果，而不会阻塞应用程序。

要理解Linux异步I/O，首先需要了解内核函数接口（KFI）是如何工作的。简而言之，KFI允许你调用可以立即返回结果或者可以稍后完成的函数，从而提交一个或多个任务。然后，KFI会处理这些任务，实现异步I/O的功能。

下面介绍一个使用KFI实现异步I/O的示例。假设我们有一个任务要求处理一个有很多步骤的程序，其中一个步骤需要花费大量时间；因此，我们希望将该步骤拆分成几个不同的步骤，然后将每个步骤分配给执行线程，以便执行线程可以同时完成多个任务。

KFI函数接口可以实现上述功能，首先，调用一个函数提交异步I/O操作，使用struct iovec结构体指定操作相关的信息（如操作的大小）。接下来，调用io_submit()函数将struct iovec指针和I/O任务传递给内核：

// 提交异步I/O操作

int io_submit(aio_context_t ctx, long nr, struct iocb **iocbpp)

{

…

}

// 指定I/O操作相关信息

struct iovec {

void __user *iov_base; /* 数据的基地址 */

size_t iov_len; /* 数据的大小 */

};

最后，调用io_wait()函数等待I/O任务完成：

//等待I/O任务完成

int io_wait(aio_context_t ctx, long min_nr,long nr,struct io_event *events)

{

…

}

事实上，使用KFI来实现异步I/O有着丰富的应用，例如，可以使用它来实现大文件传输，实现网络编程，实现数据库操作等等，极大地提升了性能。

总之，使用Linux异步I/O可以极大地提升程序的性能，它可以做到同时处理多个任务，让软件变得更加高效。