Net framework 5, а также среды Visual Studio 2012 и C#

Глава 28.
 асинхронные операции 
ввода-вывода
В предыдущей главе рассматривались возможности асинхронного выполнения 
вычислительных операций, когда пул потоков распределяет задания среди много-
численных ядер, обеспечивая параллельное исполнение потоков, что позволяет по-
высить производительность за счет более эффективного расходования ресурсов си-
стемы. В этой главе речь идет об асинхронном выполнении операций ввода-вывода, 
когда аппаратное обеспечение решает свои задачи вообще без участия потоков 
и процессора. Это, несомненно, оказывает влияние на эффективность расходования 
системных ресурсов, так как в этом случае эти ресурсы вообще не потребляются. 
Впрочем, пул потоков исполнения все равно играет важную роль, так как именно 
там обрабатываются результаты разнообразных операций ввода-вывода.
Операции ввода-вывода в Windows
Для начала рассмотрим, как в Microsoft Windows выполняются синхронные опе-
рации ввода-вывода. На рис. 28.1 показан компьютер с подсоединенным к нему 
периферийным оборудованием. Каждое из устройств снабжено собственной 
платой со специализированным микропроцессором. К примеру, плата жесткого 
диска умеет вращать диск, устанавливать головку на нужную дорожку, читать 
данные с диска и записывать их на него, перемещать данные в память компьютера 
и обратно.
Чтобы открыть дисковый файл в программе, разработчик создает объект 
FileStream
. Далее методом 
Read
читаются данные из файла. Вызов метода 
Read
объекта 
FileStream
сопровождается переходом потока от управляемого кода в ма-
шинный код/код пользовательского режима, при этом вызывается Win32-функция 
ReadFile
(1). Она выделяет память для небольшой структуры, называемой пакетом 
запросов ввода-вывода (I/O Request Packet, IRP) (2). Эта структура инициализи-
руется дескриптором файла, смещением внутри файла, с которого начнется чтение 
байтов, адресом массива 
Byte[]
, выделенного для считываемых байтов, количеством 
байтов, предназначенных для передачи и т. п.
Функция 
ReadFile
обращается к ядру Windows, переводя поток из кода поль-
зовательского режима в код в режиме ядра и передавая в ядро IRP-структуру (3). 
По дескриптору устройства ядро узнает, какое устройство предназначено для 
конкретной операции ввода-вывода, после чего пакет запросов ставится в IRP-

---

788