POSIX.1b定義了一系列新的IO操作，能較大地減少應用程式的IO等待時間。這些新函式允許應用程式發起一個或多個IO操作請求後立即返回做其他事情不必等到IO完成，IO操作可以跟應用程式並行執行。AIO控制塊 struct aiocb 描述：

int aio_fildes
        需要操作的檔案描述符，所關聯的檔案必須能支援seek操作。像pipe、socket等裝置不能使用aio。
off_t aio_offset
        偏移量，aio將在檔案的這個位置進行操作（讀/寫）。
volatile void* aio_buf
        指向緩衝區的指標，對於讀操作該緩衝區用於儲存讀出來的資料；對於寫操作則把需要寫到檔案的資料放在此緩衝區裡面。
size_t aio_nbytes
        aio_buf所指向的緩衝區的長度。
int aio_reqprio
        AIO操作的優先順序。
struct sigevent aio_sigevent
        當AIO操作結束（完成或者出錯）時以什麼樣的方式通知呼叫aio的程序。aio_sigevent.sigev_notify為SIGEV_NONE表示不通知。SIGEV_SIGNAL表示以訊號方式通知，aio_sigevent.sigev_signo指定用於通知的訊號（一般用SIGIO）。除此以外，aio_sigevent.sigev_notify只能為SIGEV_THREAD，表示AIO操作結束時以執行緒的方式執行aio_sigevent.sigev_notify_function指定的函式。
int aio_lio_opcode
        這個引數僅當使用lio_listio時會用到，因為lio_listio允許同時發起一系列AIO操作，每個操作都可以是讀或寫，因此這個引數用來指定需要執行的操作，可以是：LIO_READ表示讀，LIO_WRITE表示寫，LIO_NOP表示無操作。

基本API：
int aio_read(struct aiocb *aiocbp)
        發起一個非同步讀操作，當請求開始排隊或者排隊之前發現錯誤時函式立即返回，不會像read一樣阻塞。
        函式會從檔案（aiocbp->aio_fildes）的指定位置（aiocbp->aio_offset）最多讀取aiocbp->aio_nbytes位元組資料到aiocbp->aio_buf中。如果系統支援把IO區別優先次序的話，進入排隊之前會根據aiocbp->aio_reqprio調整優先順序。
        讀操作完成時會根據aiocbp->aio_sigevent指定的方式通知呼叫程序。
        aio_read返回0表示沒有錯誤發生，否則返回-1，errno指出以下幾種出錯情況：
        EAGAIN
                資源（臨時）不足，請求無法進入排隊。
        ENOSYS
                aio_read沒有實現。
        EBADF
                aiocbp->aio_fildes指定的檔案描述符無效。
        EINVAL
                aiocbp->aio_offset 或 aiocbp->aio_reqprio 的值無效。
        當aio_read返回成功後可以用aio_error和aio_return查詢請求狀態。如果aio_error返回EINPROGRESS說明操作還沒有完成，如果aio_error返回0說明請求已經成功完成，否則返回值代表錯誤碼。如果請求已經完成，可以用aio_return取得操作結果。返回值跟read函式相同。aio_error可能返回的錯誤碼有：
        EBADF
                aiocbp->aio_fildes指定的檔案描述符無效。
        ECANCELED
                請求在完成前被取消。
        EINVAL
                aiocbp->aio_offset的值無效。

int aio_write(struct aiocb *aiocbp)
        發起一個非同步寫操作，當請求開始排隊或者排隊之前發現錯誤時函式立即返回。函式將aiocbp->aio_buf中的前aiocbp->aio_nbytes位元組資料寫到aiocbp->aio_fildes指定檔案的aiocbp->aio_offset位置。
        出錯返回等資訊基本同aio_read.

int lio_listio(int mode, struct aiocb *const list[], int nent, struct sigevent *sig)
        同時發起多個IO操作，每個操作都可以是讀或者寫，也可以同上面描述的LIO_NOP表示沒有操作。這些操作可以針對同一個fd也可以針對不同的fd。
        引數mode可以為LIO_WAIT或者LIO_NOWAIT。前者表示lio_listio函式阻塞，直到list中的所有操作完成lio_listio返回，0表示全部成功，-1表示出錯，如果要知道那個操作出錯則必須使用aio_error遍歷list；後者則不阻塞，當list中所有操作排隊成功後立即返回0，返回-1表示出錯。LIO_NOWAIT模式下，如果全部操作都完成（或出錯）則會依照最後一個引數sig的設定通知呼叫程序，如果sig為NULL則表示不通知。

int aio_error(const struct aiocb *aiocbp)
        查詢aio操作的狀態，返回0表示已經完成，返回EINPROGRESS表示未完成，返回其他值表示出錯。
int aio_return(const struct aiocb *aiocbp)
        獲得aio操作的返回狀態，對一個aio_error返回的狀態為EINPROGRESS的aiocb呼叫aio_return，其結果是未定義的，所以呼叫aio_return之前一定要先用aio_error查詢其狀態。
        如果aio操作已經完成(aio_error返回0)，則可以呼叫aio_return獲得其操作結果，返回值同read，write，即返回成功讀寫的資料長度。
        注意每個已完成io請求aio_return只能呼叫一次，第二次呼叫導致的結果是未定義的。

下面這個demo演示怎麼通過訊號的方式通知呼叫程序AIO已經完成：

#define BUFF_SIZE 1024 void sigio_handler(int signo, siginfo_t *info, void *context) { assert(signo == SIGIO); struct aiocb * cb = (struct aiocb *) (info->si_value.sival_ptr); if( aio_error(cb) != 0 ) { fprintf(stderr, "aio_error: %s/n", strerror(errno)); return; } int len = aio_return(cb); if( len < 0 ) { fprintf(stderr, "aio_return error: %s/n", strerror(errno)); return; } write(STDOUT_FILENO, (void*)cb->aio_buf, len); } int main(int argc, char **argv) { if (argc != 2 ) { fprintf(stderr, "usage:%s filename/n", argv[0]); return -1; } const char* filename = argv[1]; int fd = open(filename, O_RDONLY); if (fd < 0 ) { fprintf(stderr, "open %s error: %s/n", filename, strerror(errno)); return -1; } //set up the signal handler struct sigaction sig_act; sigemptyset(&sig_act.sa_mask); sig_act.sa_flags = SA_SIGINFO; sig_act.sa_sigaction = sigio_handler; if( sigaction(SIGIO, &sig_act, NULL) < 0 ) { fprintf(stderr, "sigaction error: %s/n", strerror(errno)); return -1; } // char data_buf[BUFF_SIZE]; struct aiocb iocb; bzero(&iocb, sizeof(struct aiocb)); iocb.aio_fildes = fd; iocb.aio_offset = 0; iocb.aio_buf = data_buf; iocb.aio_nbytes = BUFF_SIZE; iocb.aio_sigevent.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL; iocb.aio_sigevent.sigev_signo = SIGIO; iocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr = &iocb; //initiate read if( aio_read(&iocb) < 0) { fprintf(stderr, "aio_read error: %s/n", strerror(errno)); return -1; } pause(); close(fd); return 0; }

程式使用aio_read讀一個檔案，當IO完成時程序會收到SIGIO訊號，從而進入訊號處理程式sigio_handler將讀到的內容輸出到標準輸出。在訊號處理函式裡面呼叫write是不安全的，因為這不是一個可重入函式，但是這僅是一個demo，圖個方便了。

下面這個例子是通過回撥函式的方式通知呼叫程序AIO操作已經完成：

void read_notify(sigval_t sigval) { struct aiocb* cb = (struct aiocb*)sigval.sival_ptr; if( aio_error(cb) != 0 ) { fprintf(stderr, "aio_error: %s/n", strerror(errno)); return; } int len = aio_return(cb); if( len < 0 ) { fprintf(stderr, "aio_return error: %s/n", strerror(errno)); return; } write(STDOUT_FILENO, (void*)cb->aio_buf, len); exit(0); } int main(int argc, char **argv) { if (argc != 2 ) { fprintf(stderr, "usage:%s filename/n", argv[0]); return -1; } const char* filename = argv[1]; int fd = open(filename, O_RDONLY); if (fd < 0 ) { fprintf(stderr, "open %s error: %s/n", filename, strerror(errno)); return -1; } char data_buf[BUFF_SIZE]; struct aiocb iocb; bzero(&iocb, sizeof(struct aiocb)); iocb.aio_fildes = fd; iocb.aio_offset = 0; iocb.aio_buf = data_buf; iocb.aio_nbytes = BUFF_SIZE; iocb.aio_sigevent.sigev_notify = SIGEV_THREAD; iocb.aio_sigevent.sigev_notify_function = read_notify; iocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr = &iocb; //initiate read if( aio_read(&iocb) < 0) { fprintf(stderr, "aio_read error: %s/n", strerror(errno)); return -1; } pause(); close(fd); return 0; }

程式也是以只讀方式開啟檔案，發出讀請求後就pause，當讀操作完成後AIO會以執行緒的方式執行read_notify。

參考資料：