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。
不过事实上，使用Windows API编写IOCP非常复杂。而在.NET中，由于需要迎合标准的APM（异步编程模型），在使用方便的同时也放弃一定的控制能力。因此，在一些真正需要高吞吐量的时候（如编写服务器），不少开发人员还是会选择直接使用Native Code编写相关代码。不过在绝大部分的情况下，.NET中利用IOCP的异步IO操作已经足以获得非常优秀的性能了。使用APM方式在.NET中使用异步IO非常简单，如下：
static void Main(string[] args)
{
WebRequest request = HttpWebRequest.Create("http://www.cnblogs.com");
request.BeginGetResponse(HandleAsyncCallback, request);
}
static void HandleAsyncCallback(IAsyncResult ar)
{
WebRequest request = (WebRequest)ar.AsyncState;
WebResponse response = request.EndGetResponse(ar);
// more operations...
}
BeginGetResponse将发起一个利用IOCP的异步IO操作，并在结束时调用HandleAsyncCallback回调函数。那么，这个回调函数是由哪里的线程执行的呢？没错，就是传说中“IO线程池”的线程。.NET在一个进程中准备了两个线程池，除了上篇文章中所提到的CLR线程池之外，它还为异步IO操作的回调准备了一个IO线程池。IO线程池的特性与CLR线程池类似，也会动态地创建和销毁线程，并且也拥有最大值和最小值（可以参考上一篇文章列举出的API）。
只可惜，IO线程池也仅仅是那“一整个”线程池，CLR线程池的缺点IO线程池也一应俱全。例如，在使用异步IO方式读取了一段文本之后，下一步操作往往是对其进行分析，这就进入了计算密集型操作了。但对于计算密集型操作来说，如果使用整个IO线程池来执行，我们无法有效的控制某项任务的运算能力。因此在有些时候，我们在回调函数内部会把计算任务再次交还给独立的线程池。这么做从理论上看会增大线程调度的开销，不过实际情况还得看具体的评测数据。如果它真的成为影响性能的关键因素之一，我们就可能需要使用Native Code来调用IOCP相关API，将回调任务直接交给独立的线程池去执行了。
我们也可以使用代码来操作IO线程池，例如下面这个接口便是向IO线程池递交一个任务：
{
public static bool UnsafeQueueNativeOverlapped(NativeOverlapped* overlapped);
}
NativeOverlapped包含了一个IOCompletionCallback回调函数及一个缓冲对象，可以通过Overlapped对象创建。Overlapped会包含一个被固定的空间，这里“固定”的含义表示不会因为GC而导致地址改变，甚至不会被置换到硬盘上的Swap空间去。这么做的目的是迎合IOCP的要求，但是很明显它也会降低程序性能。因此，我们在实际编程中几乎不会使用这个方法3。
原文地址：http://www.cnblogs.com/jeffreyzhao/archive/2009/07/24/thread-pool-2-dedicate-pool-and-io-pool.html
