linux异步io java异步执行
大家好，今天来为大家分享linux异步io的一些知识点，和java异步执行的问题解析，大家要是都明白，那么可以忽略，如果不太清楚的话可以看看本篇文章，相信很大概率可以解决您的问题，接下来我们就一起来看看吧！
什么是“同步IO”和“异步IO”
同步IO在同一时刻只允许一个IO操作，也就是说对于同一个文件句柄的IO操作是序列化的，即使使用两个线程也不能同时对同一个文件句柄同时发出读写操作。重叠IO允许一个或多个线程同时发出IO请求。
异步IO的概念和同步IO相对。当一个异步过程调用发出后，调用者不能立刻得到结果。实际处理这个调用的部件在完成后，通过状态、通知和回调来通知调用者。在一个CPU密集型的应用中，有一些需要处理的数据可能放在磁盘上。预先知道这些数据的位置，所以预先发起异步IO读请求。等到真正需要用到这些数据的时候，再等待异步IO完成。使用了异步IO，在发起IO请求到实际使用数据这段时间内，程序还可以继续做其他事情。
Linux异步IO:AIO教程(libaio)
在Linux异步IO系统中，AIO（Asynchronous I/O）是一种用于非阻塞I/O操作的技术，通过异步操作提高系统IO性能。关键概念包括io_context_t，iocb（io callback），以及io_event。
io_context_t是异步I/O操作的上下文，包含一个完成队列，允许在线程间共享。创建上下文时，使用如下代码：
maxevents=最大事件数
io_context_t ctx= io_create(maxevents);
执行异步操作需要准备iocb（io callback），并使用io_submit函数提交请求。初始化iocb时，需要调用io_prep_pread或io_prep_pwrite函数。例如，为异步写入操作建立iocb时，使用如下代码：
io_prep_pwritev(iocb, file描述符,缓冲区起始位置,字节数,相对位置);
提交请求后，通过io_submit安排I/O操作。同时，可以通过设置O_DIRECT标志在原始块设备上进行操作，以避免缓存影响性能。
完成操作后，通过io_event处理结果。使用io_getevents函数从io_context_t获取完成事件，参数包括ctx_id（上下文ID），min_nr（最小事件数量），nr（最大事件数量），events（事件数组）以及timeout（等待时间）。返回值表示报告了多少完成事件，性能上，可以设置nr值稍大以减少调用次数。
在进行性能考虑时，AIO可以替代传统的同步I/O方法，例如使用select或poll。示例代码展示了如何使用Linux AIO实现异步文件读写操作，代码示例使用了谷歌的glog日志库、gflags命令行工具以及C++编码约定。编译时需要链接laio库。
参考资料：
github.com/littledan/li...
Linux异步IO
Linux中最常用的IO模型是同步IO，在这个模型中，当请求发出之后，应用程序就会阻塞，直到请求满足条件为止。这是一种很好的解决方案，调用应用程序在等待IO完成的时候不需要占用CPU，但是在很多场景中，IO请求可能需要和CPU消耗交叠，以充分利用CPU和IO提高吞吐率。
下图描绘了异步IO的时序，应用程序发起IO操作后，直接开始执行，并不等待IO结束，它要么过一段时间来查询之前的IO请求完成情况，要么IO请求完成了会自动被调用与IO完成绑定的回调函数。
Linux的AIO有多种实现，其中一种实现是在用户空间的glibc库中实现的，本质上是借用了多线程模型，用开启的新的线程以同步的方式做IO，新的AIO辅助线程与发起AIO的线程以pthread_cond_signal()的形式进行线程间的同步，glibc的AIO主要包含以下函数：
1、aio_read()
aio_read()函数请求对一个有效的文件描述符进行异步读操作。这个文件描述符可以代表一个文件、套接字，甚至管道，aio_read()函数原型如下：
aio_read（）函数在请求进行排队之后就会立即返回（尽管读操作并未完成），如果执行成功就返回0，如果出现错误就返回-1。参数aiocb（AIO I/O Control Block）结构体包含了传输的所有信息，以及为AIO操作准备的用户空间缓冲区。在产生IO完成通知时，aiocb结构就被用来唯一标识所完成的IO操作。
2.aio_write()
aio_write()函数用来请求一个异步写操作。函数原型如下：
aio_write（）函数会立即返回，并且它的请求以及被排队（成功时返回值为0，失败时返回值为-1）
3.aio_error()
aio_error()函数被用来确定请求的状态，其原型如下：
该函数的返回：
4.aio_return()
异步IO和同步阻塞IO方式之间有一个区别就是不能立即访问函数的返回状态，因为异步IO没有阻塞在read()调用上。在标准的同步阻塞read()调用中，返回状态是在该函数返回时提供的。
但是在异步IO中，我们要用aio_return()函数，原型如下：
只有在aio_error()调用确定请求已经完成（可能成功、也可能发生了错误）之后，才会调用这个函数，aio_return()的返回值就等价于同步情况中read()或者write系统调用的返回值。
5.aio_suspend()
用户可以用该函数阻塞调用进程，直到异步请求完成为止，调用者提供了一个aiocb引用列表，其中任何一个完成都会导致aio_suspend()返回。函数原型如下：
6.aio_cancel()
该函数允许用户取消对某个文件描述符执行的一个或所以IO请求。
要取消一个请求，用户需要提供文件描述符和aiocb指针，如果这个请求被成功取消了，那么这个函数就会返回AIO_CANCELED。如果请求完成了，就会返回AIO_NOTCANCELED。
7.lio_listio()
lio_listio()函数可用于同时发起多个传输。这个函数非常重要，它使得用户可以在一个系统调用中启动大量的IO操作，原型如下：
mode参数可以是LIO_WAIT或者是LIO_NOWAIT。LIO_WAIT会阻塞这个调用，直到所有的IO都返回为止，若是LIO_NOWAIT模型，在IO操作完成排队之后，该函数就会返回。list是一个aiocb的列表，最大元素的个数是由nent定义的。如果list的元素为null，lio_listio（）会将其忽略。
