异步机制是如何实现的

记得第一份工作，发动机控制器，做项目时，软件要从EEP中读取512B数据到单片机内部建立映像，这样就可以在运行过程中，只修改EEP映像值，避免对对外界的物理EEP访问，在钥匙关闭以后，再一次性将所有的512B数据写到EEP中。当时水平很菜，钥匙上电时，一次性读取所有的数据，耗时很长，大概100多个ms，读取数据时，程序是卡在那里，直到EEP数据读取完全，程序再向下运行，完全是阻塞的，写入时也是这样，程序也是阻塞的，直到写完程序才会向下走。还好这个项目只是领导玩玩，领导不当真，所以程序写得很烂，也没什么事。

现在回头想想，觉得好笑，完全阻塞式的设计，那性能是要大大地降低了，最近看Windows内核方面的资料，发现在OS中，异步机制很常见，也很有用，比如读取文件，如果文件比较大或者时序要求严格，那可不能老是停止在ReadFile那里，所以此函数提供了异步读取功能，通过填写一个Overlap结构体，写入你的回调函数就可实现异步。

说到异步，和中断有点像，但是又有区别。中断对CPU来说，完全是突然的，事先没有任何通知，所以现代CPU对中断还是比较配合的，具体体现在，当中断发生时，CPU会保存一些关键信息到栈中或寄存器中，典型地，当中断发生时，X86会向内核栈中保存当前中断的向量号，保存用户态CS，IP，SS等等寄存器以备中断后返回到用户态，这些是CPU自动保存的。而异步，则某种程序上，是软件来实现的一个机制，是为了系统的性能考虑而提供的一个功能，具体设计取决于软件。

在看Windows内核时，发现异步实现有三种方式（水平有限，只看到这三种，如果有错误，请指教）：

1：APC

2：DPC

3：内核劳务线程

APC，DPC名词意义就不说了，不知道的Baidu一下。内核劳务线程比较好理解，就是内核在初始化时，就生成一个线程队列，周期性执行，它们负责一些日常工作，比如实现很有名的IO完成端口功能。说到这里，结合我的实际工作，我们完全可以在系统添加一个类似的线程或函数，来做些辅助性工作，比如实现看门狗的功能，或实现EEP的读写，这样，在上层只要发现读写EEP的请求，并将相应的数据及地址 以参数的形式传递给辅助线程或函数，这样就可以实现异步机制了。

再说说APC，它分为用户APC和内核APC，用户APC的执行时机是系统调用返回时，为什么在这里？我觉得可能是基于这样考虑的，系统调用时，会执行些内核操作，比如读取文件，或从网卡上取数据，系统调用返回时，调用用户APC，给人的感觉是，系统调用完成了任务，然后调用用户APC通知用户，事件做完了，你可以继续了。

内核APC是在IRQL降低时调用的，为什么在这里调用呢？可能原因是这样，IRQL上升是中断发生，IRQL下降可以认为是中断完成，中断完成后调用APC也是起到通知及后事处理作用，当然了IRQL下降也不全是中断完成引起的，它现在也作为线程调度的一个手段了，IRQL下降时，会检测APC和DPC，调用其例程。这样看来，IRQL可以当成一个栈，IRQL的下降时，比如从CLOCK_LVEVL下降到APC_LEVEL，经过DPC_LEVEL和APC_LEVEL时，调用其例程可以当成路过时的回调函数。