浅谈线程池（中）：独立线程池的作用及IO线程池

核心提示： IO线程池IO线程池便是为异步IO服务的线程池，访问IO最简单的方式（如读取一个文件）便是阻塞的，浅谈线程池（中）：独立线程池的作用及IO线程池(3)，代码会等待IO操作成功（或失败）之后才继续执行下去，一切都是顺序的，CLR会为每个进程创建一个IOCP（I/O Completion Port）

IO线程池

IO线程池便是为异步IO服务的线程池。

访问IO最简单的方式（如读取一个文件）便是阻塞的，代码会等待IO操作成功（或失败）之后才继续执行下去，一切都是顺序的。但是，阻塞式IO有很多缺点，例如让UI停止响应，造成上下文切换，CPU中的缓存也可能被清除甚至内存被交换到磁盘中去，这些都是明显影响性能的做法。此外，每个IO都占用一个线程，容易导致系统中线程数量很多，最终限制了应用程序的伸缩性。因此，我们会使用“异步IO”这种做法。

在使用异步IO时，访问IO的线程不会被阻塞，逻辑将会继续下去。操作系统会负责把结果通过某种方法通知我们，一般说来，这种方式是“回调函数”。异步IO在执行过程中是不占用应用程序的线程的，因此我们可以用少量的线程发起大量的IO，所以应用程序的响应能力也可以有所提高。此外，同时发起大量IO操作在某些时候会有额外的性能优势，例如磁盘和网络可以同时工作而不互相冲突，磁盘还可以根据磁头的位置来访问就近的数据，而不是根据请求的顺序进行数据读取，这样可以有效减少磁头的移动距离。

Windows操作系统中有多种异步IO方式，但是性能最高，伸缩性最好的方式莫过于传说中的“IO完成端口（I/O Completion Port，IOCP）”了，这也是.NET中封装的唯一异步IO方式。大约一年半前，老赵写过一篇文章《正确使用异步操作》，其中除了描述计算密集型和IO密集型操作的区别和效果之外，还简单地讲述了IOCP与CLR交互的方式，摘录如下：

当我们希望进行一个异步的IO-Bound Operation时，CLR会（通过Windows API）发出一个IRP（I/O Request Packet）。当设备准备妥当，就会找出一个它“最想处理”的IRP（例如一个读取离当前磁头最近的数据的请求）并进行处理，处理完毕后设备将会（通过Windows）交还一个表示工作完成的IRP。CLR会为每个进程创建一个IOCP（I/O Completion Port）并和Windows操作系统一起维护。IOCP中一旦被放入表示完成的IRP之后（通过内部的ThreadPool.BindHandle完成），CLR就会尽快分配一个可用的线程用于继续接下去的任务。