boost.asio系列——io_service

IO模型

io_service对象是asio框架中的调度器,所有异步io事件都是通过它来分发处理的(io对象的构造函数中都需要传入一个io_service对象)。

asio::io_service io_service;
    asio::ip::tcp::socket socket(io_service);

在asio框架中,同步的io主要流程如下:

  1. 应用程序调用IO对象成员函数执行IO操作
  2. IO对象向io_service 提出请求.
  3. io_service 调用操作系统的功能执行连接操作.
  4. 操作系统向io_service 返回执行结果.
  5. io_service将错误的操作结果翻译为boost::system::error_code类型,再传递给IO对象.
  6. 如果操作失败,IO对象抛出boost::system::system_error类型的异常.

而异步IO的处理流程则有些不同:

  1. 应用程序调用IO对象成员函数执行IO操作
  2. IO对象请求io_service的服务
  3. io_service 通知操作系统其需要开始一个异步连接.
  4. 操作系统指示连接操作完成, io_service从队列中获取操作结果
  5. 应用程序必须调用io_service::run()以便于接收结果
  6. 调用io_service::run()后,io_service返回一个操作结果,并将其翻译为error_code,传递到事件回调函数中

io_service对象

io_service对象主要有两个方法——post和run:

  1. post用于发布io事件,如timer,socket读写等,一般由asio框架相应对象调用,无需我们显式调用。
  2. run用于监听io事件响应,并执行响应回调,对于异步io操作需要在代码中显式调用,对于同步io操作则由io对象隐式调用(并不是run函数,不过也是等待io事件)。

可见,io_service提供的是一个生产者消费者模型。在异步io操作中需要我们手动控制消费者,调用run函数,它的基本工作模式如下:

  1. 等待io事件响应,如果所有io事件响应完成则退出
  2. 等待到io事件响应后,执行其对应的回调
  3. 继续等待下一个io事件,重复1-2

从中可以看出,io_service是一个工作队列的模型。在使用过程中一般有如下几个需要注意的地方:

1. run函数在io事件完成后会退出,导致后续基于该对象的异步io任务无法执行

由于io_service并不会主动常见调度线程,需要我们手动分配,常见的方式是给其分配一个线程,然后执行run函数。但run函数在io事件完成后会退出,线程会终止,后续基于该对象的异步io任务无法得到调度。

解决这个问题的方法是通过一个asio::io_service::work对象来守护io_service。这样,即使所有io任务都执行完成,也不会退出,继续等待新的io任务。

boost::asio::io_service io;
    boost::asio::io_service::work work(io);
    io.run();

2. 回调在run函数的线程中同步执行,当回调处理时间较长时阻塞后续io响应

解决这个问题的方法有两种:1. 启动多线程执行run函数(run函数是线程安全的),2. 新启动一个线程(或通过线程池)来执行回调函数。一般来讲,如果回调处理事件不是特别短,应该使用在线程池中处理回调的方式。

3. 回调在run函数的线程中同步执行,io事件较多的时候得不到及时响应

这个其实是性能问题了,在多核cpu上可以通过在多个线程中执行run函数来解决这一问题。这种方式也只能充分利用cpu性能,本身性能问题就不是光靠软件就能解决的。

.net中的异步io调度方式

和io_service这种手动控制的方式比起来,.net则是纯粹的自动档了。IO调度由CLR托管了,无需手动控制。回调也是在线程池中执行,无需担心影响后续IO响应。

正是由于CLR的托管,在.net 的异步IO框架中,就没有类似io_service的调度对象存在,这也符合.net的一贯简洁做法。

boost.asio系列——io_service

时间: 2024-10-14 12:27:04

boost.asio系列——io_service的相关文章

boost.asio系列——Timer

同步Timer asio中提供的timer名为deadline_timer,它提供了超时计时的功能.首先以一个最简单的同步Timer为例来演示如何使用它. #include <iostream>    #include <boost/asio.hpp> int main()    {        boost::asio::io_service io;        boost::asio::deadline_timer timer(io, boost::posix_time::s

boost.asio系列——socket编程

asio的主要用途还是用于socket编程,本文就以一个tcp的daytimer服务为例简单的演示一下如何实现同步和异步的tcp socket编程. 客户端 客户端的代码如下: #include <iostream>    #include <boost/array.hpp>    #include <boost/asio.hpp> using boost::asio::ip::tcp; int main(int argc, char* argv[])    {    

boost.asio系列——buffer

创建buffer 在io操作中,对数据的读写大都是在一个缓冲区上进行的,在asio框架中,可以通过asio::buffer函数创建一个缓冲区来提供数据的读写.buffer函数本身并不申请内存,只是提供了一个对现有内存的封装. char d1[128];    size_t bytes_transferred = sock.receive(asio::buffer(d1)); 直接用字符串做buffer也是常见的形式: string str = " hello world " ;    

boost::asio的io_service处理过程

1.主线程定义回调对象 2.调用io object的操作 3.io object会另开线程,定义opertion op来执行操作,同时将回调对象加到op的do_complete上.进行操作 4.完成操作加入完成队列 5.io_service线程循环从完成队列取事件,调用其事件对应的回调函数 Operation 还记得前面我们在分析resolver的实现的时候,挖了一个关于operation的坑?为了不让自己陷进去,现在来填吧:接下来我们就来看看asio中的各种operation. 和前面提到过的

boost.asio系列(一)——deadline_timer

一.构造函数 一个deadline_timer只维护一个超时时间,一个deadline_timer不同时维护多个定时器.在构造deadline_timer时指定时间: 1 basic_deadline_timer(boost::asio::io_service & io_service); 2 3 basic_deadline_timer( boost::asio::io_service & io_service, 4 const time_type & expiry_time);

Boost.Asio c++ 网络编程翻译(4)

同步VS异步 首先,异步编程和同步编程是有极大的不同的.在同步编程中,你所有的操作都是顺序执行的,比如从一个socket中读取(请求),然后写入(回应)到socket中.每一个操作操作都是阻塞的.因为操作是阻塞的,所以为了不影响主程序,当读写一个socket时,通常创建一个或多个线程来处理socket的输入/输出.因此,同步的服务端/客户端通常是多线程的. 相反的,异步编程是事件驱动的.你启动了一个操作,但是你不知道它何时会结束:你只是提供一个回调,当操作结束时,它会调用这个API,并返回操作结

boost asio 学习(六) 定时器

http://www.gamedev.net/blog/950/entry-2249317-a-guide-to-getting- started-with-boostasio?pg=7 6 定时器 boost::asio 提供了一个 deadline_timer class来提供同步与异步的接口. BOOST文档提供了一组优秀示例.第一个例子,将创建一个间隔5秒的定时器. #include <boost/asio.hpp> #include <boost/shared_ptr.hpp&

Boost.Asio入门(CSDN也有Markdown了,好开森)

Boost.Asio入门 首先,让我们先来了解一下什么是 Boost.Asio?怎么编译它?了解的过程中我们会给出一些例子.然后在发现 Boost.Asio 不仅仅是一个网络库的同时你也会接触到 Boost.Asio 中最核心的类--io_service. 什么是Boost.Asio 简单来说,Boost.Asio是一个跨平台的.主要用于网络和其他一些底层输入/输出编程的 C++ 库. 网络 API 的设计方式有很多种,但是 Boost.Asio 的的方式远远优于其它的设计方式.它在 2005

boost::asio基本使用

一.Asio网络库 截止到C++17,C++标准库都没有加入网络通信库.实际项目网络编程是非常常见的功能,直接使用操作系统API是低效率且不稳定的,比较好的方法是借助第三方成熟可靠的网络库.据我所知C++中目前比较有名的网络库有ACE.libevent和boost.Asio,这三个库都是跨平台的,各有特色,对于一般的应用来说,使用这些库都是没什么问题.由于C++标准库和boost库的亲缘关系,我经常使用boost中其它的库,所以选择了Asio库.在网络上搜索了大家对Asio的评价,发现Asio库