01.13

Asynchronous IO

Thread를 사용하지 않고도 비동기적으로 IO 데이터를 받을 수 있음

HANDLE hFile = CreateFile(
		fileName,
		GENERIC_READ,	// RW 설정
        0,
        NULL,
		OPEN_EXISTING,	// 이미 존재하거나, 존재하지 않는 파일에 대한 작업 방법
		FILE_ATTRIBUTE_NORMAL | FILE_FLAG_OVERLAPPED,	// Overlapped 설정 시 비동기 IO
        NULL);
BOOL ret = ::ReadFile(
			hFile, 
            pOffsetData, 	// Buffer의 시작 위치
            size, 			// 읽을 데이터의 양
            &dwRead, 		// 읽은 데이터의 양 반환
            &readOV			// overlapped 되어있을 경우 그에 대한 정보를 반환한다고는 하는데.. 잘은 모르겠음
            );
            
	if(GetLastError() == ERROR_IO_PENDING)
    // 아직 IO 작업 중
    { ... }
    
	ret = ::GetOverlappedResult(hFile, &readOV, &dwRead, FALSE);	// IO 완료 시 TRUE 반환

GetOverlappedResult()를 통해 LPOverlapped를 반환받더라도 즉각적인 IO 진행상황을 받아오진 못한다

Reference : https://learn.microsoft.com/ko-kr/windows/win32/api/ioapiset/nf-ioapiset-getoverlappedresult#remarks

만약 진행 상황을 알고싶다면 거대한 데이터를 잘게 쪼개서 IO 작업을 하는것이 더 좋음

Async IO와 Thread IO의 차이

AIO를 찾아보면 IO과정에는 CPU 사용률이 많이 떨어지므로 이 과정을 kernel에서 수행하고 그 동안 CPU는 다른 작업을 수행함으로써 CPU 사용률을 끌어올리는 기법이라는 설명을 많이 볼 수 있음

Reference : https://m.blog.naver.com/sky00141/221926559559

Reference : http://egloos.zum.com/debop/v/4082766

그러나 Kernel도 결국 명령 처리를 위해서는 CPU의 decopile이 필요할 것이므로 과연 AIO와 Background IO를 통한 차이가 무엇인지에 대해 궁금해졌음

위키피디아와 MSDN을 찾아보면 AIO는 interrupt를 이용한다는 것을 알 수 있음

Reference : https://en.wikipedia.org/wiki/Asynchronous_I/O#Signals_(interrupts)

Reference : https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/fileio/synchronous-and-asynchronous-i-o?redirectedfrom=MSDN#synchronous-and-asynchronous-io-considerations

이러한 관점에서 Kernel이 IO명령을 받으면 HDD Device Driver같은 곳에 IO, from, count같은 명령어와 매개변수만 던져주면 Device Driver가 독립적으로 IO를 수행한 후 작업이 완료되면 Interrupt를 통해 Kernel에 알리는 것이 아닌가라는 가정을 세우게 되었음

다음 자료를 보면 그 가정이 맞는것으로 보임

Reference : https://blog.stephencleary.com/2013/11/there-is-no-thread.html

결국 AIO는 Kernel mode에서 device driver에서 독립적으로 수행할 명령을 던져주고, IO과정에서 지연될 시간동안 User가 독자적으로 작업을 수행함으로써 CPU 효율을 올리는 기법이라고 볼 수 있음