OVERLAPPED 与 FILE_FLAG_OVERLAPPED
overlapped I/O
Overlapped介绍
利用win32所谓的overlapped I/O特征，可以并行处理I/O操作，并且当任何一个I/O完成时，你的程序会收到一个通告。其它操作系统把这个特征称为nonblockeingI/O或者asynchronous I/O。
Overlapped I/O是win32的一项技术，你可以要求操作系统为你传送数据，并且在传送完毕时通知你。这项技术使你的程序在I/O进行中仍然能够继续处理事物。Overlapped I/O的基本形式是以ReadFile和WriteFile函数完成的。
overlapped I/O并行处理I/O操作
首先以FILE_FLAG_OVERLAPPED告诉Win32说不要使用默认的同步 I/O（在CreataFile函数中设定OVERLAPPED参数）。设立一个OVERLAPPED结构时，设定“I/O请求”的必要参数。接下来，调 用ReadFile()并以OVERLAPPED结构的地址作为最后一个参数。这个时候，理论上，win32会在后台处理I/O操作。你的程序可以继续处 理其他事情。
OVERLAPPED结构
typedef struct _OVERLAPPED {
DWORD Internal;
DWORD InternalHigh;
DWORD Offset; //文件开始读写的偏移位置，该偏移位置从文件头开始算起
DWORD OffsetHigh; //64位的文件偏移位置中较高的32位
HANDLE hEvent; //event对象，当Overlapped I/O完成时即被激发。
} OVERLAPPED,*LPOVERLAPPED;
OVERLAPPED结构的生命期超过ReadFile()和WriteFile()函数，所以应把这个结构放在一个安全的地方，局部变量不是一个安全的地方，她会很快就过了生存范围。最安全的地方就是heap。
应用：
1， 激发的文件handle
2， 激发的Event对象
3， 异步过程调用（Asynchronous Precudure Call，APC）
4， I/O Completion Ports
Win32文件操作函数
Win32之中有三个基本的函数用来执行I/O ：
CreateFile（）
ReadFile();
WriteFile();
没有哪一个函数用来关闭文件，只要调用CloseHandle()即可。
CreateFile()可以用来打开各种资源，包括（但不限制于）
文件（硬盘、软盘、光盘或者其它）
串行口和并行口(serial and parallel ports)
Named pipes
createFile函数
HANDLE CreateFile(
LPCTSTR lpFileName,
DWORD dwDesiredAccess,
DWORD dwShareMode,
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,
DWORD dwCreationDisposition,
DWORD dwFlagsAndAttributes,
HANDLE hTemplateFile
);
参数：
lpFileName ：文件名
dwDesiredAccess：访问模式（写/读），可取值如下：
GENERIC_READ ：允许对设备进行读访问；
GENERIC_WRITE ：允许对设备进行写访问（可组合使用）；
0 ：只允许获取与一个设备有关的信息
dwShareMode：共享模式，可取值如下：
FILE_SHARE_READF：允许对文件进行共享读操作；
LE_SHARE_WRITE： 允许对文件进行共享写操作（可组合使用）；
0：不共享；
lpSecurityAttributes ： 指向一个SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针，定义了文件的安全特性
dwCreationDisposition ：如何创建，可取值如下：
CREATE_NEW： 创建文件；如文件存在则会出错
CREATE_ALWAYS： 创建文件，会改写前一个文件
OPEN_EXISTING： 文件必须已经存在。由设备提出要求
OPEN_ALWAYS： 如文件不存在则创建它
TRUNCATE_EXISTING 将现有文件缩短为零长度
dwFlagsAndAttributes ：文件属性，一个或多个下述常数
FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE 标记归档属性
FILE_ATTRIBUTE_COMPRESSED 将文件标记为已压缩，或者标记为文件在目录中的默认压缩方式
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL： 默认属性
FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN ：隐藏文件或目录
FILE_ATTRIBUTE_READONLY： 文件为只读
FILE_ATTRIBUTE_SYSTEM ：文件为系统文件
FILE_FLAG_WRITE_THROUGH： 操作系统不得推迟对文件的写操作
FILE_FLAG_OVERLAPPED： 对文件进行重叠（Overlapped）操作
FILE_FLAG_NO_BUFFERING： 禁止对文件进行缓冲处理。文件只能写入磁盘卷的扇区块
FILE_FLAG_RANDOM_ACCESS： 针对随机访问对文件缓冲进行优化
FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN ：针对连续访问对文件缓冲进行优化
FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE ：关闭了上一次打开的句柄后，将文件删除。特别适合临时文件
也可在Windows NT下组合使用下述常数标记：
SECURITY_ANONYMOUS， SECURITY_IDENTIFICATION， SECURITY_IMPERSONATION， SECURITY_DELEGATION， SECURITY_CONTEXT_TRACKING， SECURITY_EFFECTIVE_ONLY
hTemplateFile：一个临时文件，将拥有全部的属性拷贝，可以设为0。
返回值
如执行成功，则返回文件句柄。
函数说明：
INVALID_HANDLE_VALUE表示出错，会设置GetLastError。即使函数成功，但若文件存在，且指定了CREATE_ALWAYS 或 OPEN_ALWAYS，GetLastError也会设为ERROR_ALREADY_EXISTS。
第6个参数dwFlagsAndAttributes，指定使用传统调用或者Overlapped调用，但不能两个都指定。设定FILE_FLAG_OVERLAPPED值，那对该文件的每一个操作都将是Overlapped操作。
ReadFile函数
BOOL ReadFile(
HANDLE hFile,
LPVOID lpBuffer,
DWORD nNumberOfBytesToRead,
LPDWORD lpNumberOfBytesRead,
LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
参数：
hFile：文件的句柄
lpBuffer：用于保存读入数据的一个缓冲区
nNumberOfBytesToRead：要读入的字符数
lpNumberOfBytesRead：指向实际读取字节数的指针
lpOverlapped：如文件打开时指定了FILE_FLAG_OVERLAPPED，那么这个参数必须引用一个OVERLAPPED结构。否则，应将这个参数设为NULL
返回值：
调用成功,返回非0
调用不成功,返回0
函数说明：
从文件指针指向的位置开始将数据读出到一个文件中, 且支持同步和异步操作,
如果文件打开方式没有指明FILE_FLAG_OVERLAPPED的话,当程序调用成功时,它将实际读出文件的字节数保存到lpNumberOfBytesRead指明的地址空间中；
如果文件打开方式指明FILE_FLAG_OVERLAPPED的话,函数将按照Overlapped结构中指定的位置开始读取数据。
WriteFile函数
BOOL WriteFile(
HANDLE hFile,
LPCVOID lpBuffer,
DWORD nNumberOfBytesToWrite,
LPDWORD lpNumberOfBytesWritten,
LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
参数：
hFile：文件的句柄
lpBuffer：用于保存写入数据的一个缓冲区
nNumberOfBytesToRead：欲写入的字节数
lpNumberOfBytesRead：指向实际写入字节数的指针
lpOverlapped：如文件打开时指定了FILE_FLAG_OVERLAPPED，那么这个参数必须引用一个OVERLAPPED结构。否则，应将这个参数设为NULL
返回值：
调用成功,返回非0
调用不成功,返回0
函数说明：
从文件指针指向的位置开始将数据写入到一个文件中, 且支持同步和异步操作,
如果文件打开方式没有指明FILE_FLAG_OVERLAPPED的话,当程序调用成功时,它将实际写入文件的字节数保存到lpNumberOfBytesRead指明的地址空间中；
如果文件打开方式指明FILE_FLAG_OVERLAPPED的话,函数将按照OVERLAPPED结构中指定的位置开始写入数据。
Setfilepointer函数
DWORD SetFilePointer(
HANDLE hFile,
LONG lDistanceToMove,
PLONG lpDistanceToMoveHigh,
DWORD dwMoveMethod
);
参数：
hFile：文件句柄
lDistanceToMove：移动的字节数低DWORD
lpDistanceToMoveHigh：移动的字节数高DWORD，为了支持64位长度的大文件，而 用来指定64字节的高32位，如果文件大小只需要32位则设置为NULL
ldwMoveMethod：移动方法，可取值如下：
FILE_BEGIN 从文件开始处开始移动
FILE_CURRENT 从文件开始除开始移动
FILE_END 从文件末尾开始移动
返回值：
函数成功，返回文件操作指针的位置；函数失败返回INVALID_SET_FILE_POINTER
函数说明：
移动文件指针到相关位置（和文件读写不同，这个函数没有异步版本）
被激发的File handles
首先在CreataFile函数中设定FILE_FLAG_OVERLAPPED参数；再设 立一个OVERLAPPED结构时，设定“I/O请求”的必要参数。接下来，调用ReadFile()并以OVERLAPPED结构的地址作为最后一个参 数。这个时候， win32会在后台处理I/O操作。你的程序可以继续处理其他事情。
如果需等待Overlapped I/O的执行结果，可以调用wait…函数，并设定文件handle为其参数。一旦Overlapped I/O操作完成，文件handle即被激发。
当你完成操作，请调用GetOverlappedResult函数以确定结果。
GetOverlappedResult函数
BOOL GetOverlappedResult(
HANDLE hFile,
LPOVERLAPPED lpOverlapped,
LPDWORD lpNumberOfBytesTransferred,
BOOL bWait
);
参数：
hFile：文件或设备的句柄
lpOverlapped：一个指向OVERLAPPED结构的指针
lpNumberOfBytesTransferred：真正被传输的字节数
bWait：是否要等待操作完成，true表示要等待，利用这个特点可以利用它来等待异步文件操作的结束
返回值：
如果Overlapped操作成功，则返回ture；否则返回false。
如果bWait设置为false，而Overlapped还没有完成，GetLastError会返回ERROR_IO_INCOMPLETE.
实例
int ReadSomething()
{
bool rc;
HANDLE hFile;
DWORD numread;
OVERLAPPED overlap;
char buf[512];
hFile = CreateFile("C://WINDOWS//WINFILE.EXE",
GENERIC_READ,
FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,
NULL,
OPEN_EXISTING,
FILE_FLAG_OVERLAPPED,
NULL);
if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
return -1;
}
memset(&overlap, 0, sizeof(overlap));
overlap.Offset = 1500;//从文件的第1500位置读取数据
rc = ReadFile(hFile, buf, 300, &numread, &overlap);//读取300个字节
if (rc)
{
//the data was read successfully
}
else
{
if (GetLastError() == ERROR_IO_PENDING)
{
WaitForSingleObject(hFile,INFINITE);
rc = GetOverlappedResult(hFile, &overlap, &numread, FALSE);
}
else
{
//something went wrong
}
}
CloseHandle(hFile);
return TRUE;
}
代码说明：
虽然你要求一个overlaopped操作，但它并不一定就是overlapped。因为如果操作系统认为它可以快速的取得那份数据，那么文件操作就会在ReadFile()返回之前完成，而ReadFile()将返回true。
操作系统把这个overlapped操作请求放到队列中等待执行，那么ReadFile() 和WriteFile()都会返回false。你必须调用GetLastError()，如果它传回ERROR_IO_PENDING，那意味着 overlapped操作被放到队列中等待执行。
被激发的Event对象
以文件handle作为激发机制，有一个明显的限制，那就是没办法说出到底是哪一个Overlapped操作完成了。调用GetOverlappedResult并不是很好的做法，win32提供了一个比较好的做法。
OVERLAPPED结构中的最后一个参数是一个Event句柄，如果使用文件handle 作为激发对象，可以设为null；如果设定这个参数为一个Event句柄时，系统会在Overlapped操作完成时，自动将此Event激发。由于每一 个Overlapped都有它自己的OVERLAPPED结构，所以每一个结构都有一个Event对象,用来代表该操作。
你所使用的Event对象必须是手动重置而非自动重置。因为系统核心可能在你等待该Event对象之前，先激发它，这样你的wait..函数永远都不会返回了。
使用Event对象搭配Overlapped，你就可以对同一个文件发出多个读写操作，每一个操作有自己的Event对象，然后再调用waitformultipleObject函数来等待其中之一或全部完成。
异步过程调用（APC）
使用Overlapped+Event，会产生两个基础问题。一：使用WaitForMultipleObjects函数，你只能够等待最多MAXIMUM_WAIT_OBJECTS个对象；二：你必须不断的根据哪一个handle被激发，而计算如何反映。
这两个问题可以靠一个所谓的异步过程调用（Asynchronous Procedure Call，APC）解决。使用ReadFileEx（）和WriteFileEx（）就可以调用这个机制。这两个函数允许你指定一个额外的参数，是一个 callback函数地址。当一个Overlapped I/O 完成时，系统会调用callback函数。这个callback函数被称为I/O Completion routine。
WriteFileEx函数
BOOL WriteFileEx(
HANDLE hFile,
LPCVOID lpBuffer,
DWORD nNumberOfBytesToWrite,
LPOVERLAPPED lpOverlapped,
LPOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine
);
参数：
hFile：使用FILE_FLAG_OVERLAPPED标识创建的file句柄。
lpBuffer：指向数据的指针
nNumberOfBytesToWrite：需要写入的字节数。
lpOverlapped：OVERLAPPED变量的指针。
lpCompletionRoutine ：函数指针。函数原型为
VOID CALLBACK FileIOCompletionRoutine(
DWORD dwErrorCode,
DWORD dwNumberOfBytesTransfered,
LPOVERLAPPED lpOverlapped
);
返回值：
函数说明：
将数据写入文件。该函数只能用于异步I/O操作，即overlapped I/O。 注：WriteFile()可以用于同步和异步I/O操作。指定的OVERLAPPED中的hEvent栏位不需要放置一个event handle。可以自由运用。一般将hEvent栏位指向一个结构指针。
ReadFileEx函数
BOOL ReadFileEx(
HANDLE hFile,
LPVOID lpBuffer,
DWORD nNumberOfBytesToRead,
LPOVERLAPPED lpOverlapped,
LPOVERLAPPED_COMPLETION_ROUTINE lpCompletionRoutine
);
说明：读入数据。参数与上同。
