有关异步IO调用的更多详细信息

Question

无论我如何看待异步性，我仍然想出某种并发性。

This guy here说异步性可以有两种形式：

• 模拟异步性（让我这样称呼） - 一个线程被生成用于某些操作的异步执行。对我而言，这是一种假的异步性，它与并发性相似。我在这里看不到任何真正的好处。

• 硬件支持asynch - 请求只是转发到硬件（如硬盘或网卡）和控制 执行立即返回CPU。当IO操作准备就绪时，将通知CPU并执行回调。 如果您考虑一个单独的IO请求，这似乎没问题，但如果我尝试扩展多个IO请求的示例，那么我仍然只能达到并发 已将相关内容转发给硬件。 这是两个异步IO调用的图表：

  1. CPU ----- io async req 1 -----＆gt;硬件
  2. CPU＆lt; ------返回控件（无数据）-------硬件
  3. CPU ----- io async req 2 ------＆gt;硬件
  4. CPU＆lt; ------返回控件（无数据）-------硬件
  5. CPU在硬件执行两个IO任务时执行其他操作
  6. CPU＆lt; ------- req 1的数据-------硬件
  7. CPU执行回调
  8. CPU执行其他操作
  9. CPU＆lt; -------- req 2的数据-------硬件
  10. CPU执行回调

如您所见，在第5行，硬件同时处理两个任务，因此并发性已传输到硬件。所以，正如我所说，无论我如何看待异步性，我仍然会提出某种并发性，当然这次不是处理它的CPU而是IO硬件。

我错了吗？ IO硬件是否接受并发？
如果是的话，IO硬件提供的并发性是否比CPU的并发性好得多？ 如果没有，那么硬件同步执行多个IO操作，在这种情况下，我没有看到异步性与并发性的好处。

提前感谢您的帮助。

Answer 1

异步IO主要是在IO期间不必存在线程。想象一下服务器等待1000000个TCP连接以便数据到达。每个连接一个线程就会消耗大量内存。

相反，发布了无线程异步IO，它只是一个小型数据结构。它是操作系统的注册，上面写着“如果数据到达，请回电话”。

IO映射到硬件操作的方式各不相同。某些硬件可能内置并发。我的SSD肯定有，因为它上面有多个独立的闪存芯片。其他硬件可能无法同时处理多个IO。较旧的磁盘没有这样做。简单的NIC没有并发性。在这里，驱动程序或操作系统将序列化请求。

但这与启动IO的方式无关。对于基于线程和无线程的IO来说，它是一样的。驱动程序和硬件通常无法区分（或者不关心）。

异步IO是关于拥有更少的线程。这根本不是以不同方式驱动硬件。

Answer 2

看起来您根本不了解异步I / O.以下是异步I / O可能如何工作的典型示例：

线程正在运行。它想通过网络发送一些数据。它执行异步网络读取操作。对操作系统的调用报告尚未准备好数据，但安排在某些数据准备就绪时通知。线程一直运行，直到数据到达网卡。网卡产生一个中断，中断处理程序调度到代码，该代码注意到有一个待处理的异步读取，它将一个事件信号表示读取已完成。之后，该线程完成了当时必须完成的所有工作，因此它会检查事件。它看到读取完成，获取数据，处理它，并进行另一次异步读取。

该线程可能在任何特定时间都有许多待处理的异步I / O操作。