如何在C ++中执行跨平台异步文件I / O.

Question

我正在编写的应用程序需要使用大型音频多样本，通常大小约为50 MB。一个文件包含大约80个单独的短录音，可以随时由我的应用程序播放。因此，所有音频数据都会加载到内存中以便快速访问。

但是，当加载其中一个文件时，可能需要很长时间才能放入内存，因为我需要使用ifstream读取大量数据，这意味着我的程序GUI暂时被冻结。我已经尝试了内存映射我的文件，但每次我需要跳转到文件的不同区域时，这会导致巨大的CPU峰值和混乱的音频，这是不可接受的。

因此，这让我认为执行异步文件读取将解决我的问题，即在不同的进程中读取数据并在完成时调用函数。这需要兼容Mac OS X和Windows以及C ++。

编辑：不想使用Boost库，因为我想保留一个小的代码库。

Answer 1

boost有一个asio库，我之前没有使用它（它不在NASA的已批准的第三方库列表中）。

我自己的方法是编写两次文件读取代码，一次用于Windows，一次用于POSIX aio API，然后选择正确的链接。

对于Windows，使用OVERLAPPED（您必须在CreateFile调用中启用它，然后在阅读时传递OVERLAPPED结构）。您可以让它在完成时设置事件（ReadFile）或调用完成回调（ReadFileEx）。您可能需要更改主事件循环以使用MsgWaitForMultipleObjectsEx，这样您除了接收WM_窗口消息外，还可以等待I / O事件或允许回调运行。 MSDN有这些功能的文档。

对于Linux，有fadvise和epoll，它们将使用readahead缓存，或aio_read，它将允许实际的异步读取请求。当请求完成时，您将收到一个信号，您应该使用该信号发布XWindows消息并唤醒事件处理循环。

两者在细节上略有不同，但净效果是相同的 - 您请求在后台完成的读取，然后在I / O完成时唤醒事件调度循环。

Answer 2

Boost.Asio库限制了异步文件I / O操作的实现（只有HANDLE的Windows包装器）因此它不适合您。另请参阅this问题。

您可以使用标准流和Boost.Thread库（或特定于平台的线程支持）轻松实现自己的异步读取。