POSIX异步I/O(AIO)的状态是什么?

网络I/O不是AIO的优先级,因为编写POSIX网络服务器的每个人都使用基于事件的非阻塞方法。旧的Java“数十亿阻塞线程”进退维谷。

磁盘写入I/O已经被缓冲,磁盘读取I/O可以使用posix_fadvise之类的函数预取到缓冲区中。这使得直接的、无缓冲的磁盘I/O成为AIO唯一有用的用途。

直接的、无缓冲的I/O只对事务性数据库非常有用,而这些数据库往往编写自己的线程或进程来管理其磁盘I/O。

所以,在最后,让posix aio处于不服务的位置 任何 有用的目的。不要使用它。

利用Kqueue、EPoll、IO完成端口等技术,有效地实现了套接字I/O。异步文件I/O有点晚了(除了Windows对POSIX AIO的重叠I/O和Solaris早期支持之外)。

如果您想做套接字I/O,最好使用上面的机制之一。

因此,AIO的主要目的是解决异步磁盘I/O的问题。这很可能就是为什么Mac OS X只支持常规文件的AIO,而不支持套接字的原因(因为Kqueue可以更好地实现这一点)。

写操作通常由内核缓存,并在稍后刷新。例如,当驱动器的读取头恰好经过要写入块的位置时。

但是,对于读操作,如果您希望内核对读操作进行优先级排序和排序,那么AIO实际上是唯一的选择。这就是为什么内核(理论上)比任何用户级应用程序都能做到这一点:

• 内核可以看到所有的磁盘I/O,而不仅仅是您的应用程序磁盘作业,并且可以在全局级别对它们进行排序。
• 内核(可能)知道磁盘读取头在哪里,并且可以选择您以最佳顺序传递给它的读取作业,以将读取头移动到最短的距离。
• 内核可以利用 native command queuing 进一步优化您的读取操作
• 与readv()相比,使用lio_listio()可以对每个系统调用发出更多的读取操作,尤其是在读取不是(逻辑上)连续的情况下,这样可以节省一点系统调用开销。
• 使用AIO,您的程序可能会稍微简单一些,因为您不需要额外的线程来阻塞读或写调用。

也就是说,posix aio有一个非常笨拙的接口,例如:

• 唯一有效且得到良好支持的事件回调平均值是via signals,这使得在库中很难使用,因为它意味着使用来自进程全局信号名称空间的信号号。如果您的操作系统不支持实时信号,这也意味着您必须循环处理所有未完成的请求,以确定实际完成的请求(例如,Mac OS X就是这样,而不是Linux)。在多线程环境中捕捉信号也会造成一些棘手的限制。通常,您不能对信号处理程序内的事件做出反应,但您必须发出信号,写入管道或使用signalfd()(在Linux上)。
• lio_suspend()与select()有相同的问题,它不能很好地扩展作业的数量。
• lio_listio()实现后,可以传递的作业数量相当有限,以可移植的方式找到这个限制并不容易。您必须调用sysconf(_sc_aio_listio_max),这可能会失败,在这种情况下,您可以使用aio_listio_max define,这不一定是定义的,但是您可以使用2,这是定义为保证被支持。

至于使用posix aio的真实应用程序,您可以查看lighttpd(lighty),它还发布了 performance measurement 在引入支持时。

到目前为止,大多数POSIX平台都支持POSIX AIO(Linux、BSD、Solaris、AIX、Tru64)。Windows通过其重叠的文件I/O来支持它。我的理解是,只有Solaris、Windows和Linux才真正支持异步。文件I/O一直到驱动程序,而其他OSE模拟异步。带内核线程的I/O。作为例外,Linux在glibc中的posix aio实现使用用户级线程模拟异步操作,而其本机异步I/O接口(i o_submit()等)则完全是异步的,直到驱动程序为止,假设驱动程序支持它。

我认为在OSE中,不支持任何FD的POSIXAIO,而是将其限制在常规文件中是很常见的。

LibTorrent开发人员提供了一份关于以下内容的报告: http://blog.libtorrent.org/2012/10/asynchronous-disk-io/

在glibc中实现了aio-write;aio-read或aio-write函数的第一个调用产生了许多用户模式线程、aio-write或aio-read-post请求,线程执行pread/pwrite,当它完成后,答案将被发送回被阻塞的调用线程。

内核级别也支持“真正的”aio(需要libaio,请参见io_submit调用) http://linux.die.net/man/2/io_submit );也需要O_Direct(可能不是所有文件系统都支持,但主要文件系统确实支持)

请参见这里:

http://lse.sourceforge.net/io/aio.html

http://linux.die.net/man/2/io_提交

Difference between POSIX AIO and libaio on Linux?