boost库asio详解3——io_service作为work pool

来源:互联网 发布:淘宝亏本卖 编辑:程序博客网 时间:2024/06/03 20:11
无论如何使用,都能感觉到使用boost.asio实现服务器,不仅是一件非常轻松的事,而且代码很漂亮,逻辑也相当清晰,这点上很不同于ACE。
使用io_service作为处理工作的work pool,可以看到,就是通过io_service.post投递一个Handler到io_service的队列,Handler在这个io_service.run内部得到执行,有可能你会发现,io_services.dispatch的接口也和io_service.post一样,但不同的是它是直接调用而不是经过push到队列然后在io_services.run中执行,而在这个示例当中,显然我们需要把工作交到另一个线程去完成,这样才不会影响网络接收线程池的工作以达到高效率的接收数据,这种设计与前面的netsever其实相同,这就是典型的Half Sync/Half Async。二者的区别就是netsever自己实现了工作队列,而不是直接使用io_service,这种设计实际上在win下是使用了iocp作为工作队列。
不过我更倾向于前一种设计,因为那样做,代码一切都在自己的掌握中,而io_service则是经过许多封装代码,并且本身设计只是用于处理网络完成事件的。
无论如何使用,都能感觉到使用boost.asio实现服务器,不仅是一件非常轻松的事,而且代码很漂亮,逻辑也相当清晰,这点上很不同于ACE。

[cpp] view plaincopyprint?
  1. #include <stdio.h>   
  2. #include <cstdlib>   
  3. #include <iostream>   
  4. #include <boost/thread.hpp>   
  5. #include <boost/aligned_storage.hpp>   
  6. #include <boost/array.hpp>   
  7. #include <boost/bind.hpp>   
  8. #include <boost/enable_shared_from_this.hpp>   
  9. #include <boost/noncopyable.hpp>   
  10. #include <boost/shared_ptr.hpp>   
  11. #include <boost/asio.hpp>   
  12.   
  13. using boost::asio::ip::tcp;   
  14.   
  15. class handler_allocator   
  16.     : private boost::noncopyable   
  17. {   
  18. public:   
  19.     handler_allocator()   
  20.         : in_use_(false)   
  21.     {   
  22.     }   
  23.   
  24.     void* allocate(std::size_t size)   
  25.     {   
  26.         if (!in_use_ && size < storage_.size)   
  27.         {   
  28.             in_use_ = true;   
  29.             return storage_.address();   
  30.         }   
  31.         else   
  32.         {   
  33.             return ::operator new(size);   
  34.         }   
  35.     }   
  36.   
  37.     void deallocate(void* pointer)   
  38.     {   
  39.         if (pointer == storage_.address())   
  40.         {   
  41.             in_use_ = false;   
  42.         }   
  43.         else   
  44.         {   
  45.             ::operator delete(pointer);   
  46.         }   
  47.     }   
  48.   
  49. private:   
  50.     // Storage space used for handler-based custom memory allocation.   
  51.     boost::aligned_storage<1024> storage_;   
  52.   
  53.     // Whether the handler-based custom allocation storage has been used.   
  54.     bool in_use_;   
  55. };   
  56.   
  57. template <typename Handler>   
  58. class custom_alloc_handler   
  59. {   
  60. public:   
  61.     custom_alloc_handler(handler_allocator& a, Handler h)   
  62.         : allocator_(a),   
  63.         handler_(h)   
  64.     {   
  65.     }   
  66.   
  67.     template <typename Arg1>   
  68.     void operator()(Arg1 arg1)   
  69.     {   
  70.         handler_(arg1);   
  71.     }   
  72.   
  73.     template <typename Arg1, typename Arg2>   
  74.     void operator()(Arg1 arg1, Arg2 arg2)   
  75.     {   
  76.         handler_(arg1, arg2);   
  77.     }   
  78.   
  79.     friend void* asio_handler_allocate(std::size_t size,   
  80.         custom_alloc_handler<Handler>* this_handler)   
  81.     {   
  82.         return this_handler->allocator_.allocate(size);   
  83.     }   
  84.   
  85.     friend void asio_handler_deallocate(void* pointer, std::size_t /*size*/,   
  86.         custom_alloc_handler<Handler>* this_handler)   
  87.     {   
  88.         this_handler->allocator_.deallocate(pointer);   
  89.     }   
  90.   
  91. private:   
  92.     handler_allocator& allocator_;   
  93.     Handler handler_;   
  94. };   
  95.   
  96. // Helper function to wrap a handler object to add custom allocation.   
  97. template <typename Handler>   
  98. inline custom_alloc_handler<Handler> make_custom_alloc_handler(   
  99.     handler_allocator& a, Handler h)   
  100. {   
  101.     return custom_alloc_handler<Handler>(a, h);   
  102. }   
  103.   
  104. /// A pool of io_service objects.   
  105. class io_service_pool   
  106.     : private boost::noncopyable   
  107. {   
  108. public:   
  109.     /// Construct the io_service pool.   
  110.     explicit io_service_pool(std::size_t pool_size) : next_io_service_(0)   
  111.     {   
  112.         if (pool_size == 0)   
  113.             throw std::runtime_error("io_service_pool size is 0");   
  114.   
  115.         // Give all the io_services work to do so that their run() functions will not   
  116.         // exit until they are explicitly stopped.   
  117.         for (std::size_t i = 0; i < pool_size; ++i)   
  118.         {   
  119.             io_service_ptr io_service(new boost::asio::io_service);   
  120.             work_ptr work(new boost::asio::io_service::work(*io_service));   
  121.             io_services_.push_back(io_service);   
  122.             work_.push_back(work);   
  123.         }   
  124.     }   
  125.   
  126.     // Run all io_service objects in the pool.   
  127.     void run()   
  128.     {   
  129.         // Create a pool of threads to run all of the io_services.   
  130.         std::vector<boost::shared_ptr<boost::thread> > threads;   
  131.         for (std::size_t i = 0; i < io_services_.size(); ++i)   
  132.         {   
  133.             boost::shared_ptr<boost::threadthread(new boost::thread(   
  134.                 boost::bind(&boost::asio::io_service::run, io_services_[i])));   
  135.             threads.push_back(thread);   
  136.         }   
  137.   
  138.         // Wait for all threads in the pool to exit.   
  139.         for (std::size_t i = 0; i < threads.size(); ++i)   
  140.             threads[i]->join();   
  141.     }   
  142.   
  143.     // Stop all io_service objects in the pool.   
  144.     void stop()   
  145.     {   
  146.         // Explicitly stop all io_services.   
  147.         for (std::size_t i = 0; i < io_services_.size(); ++i)   
  148.             io_services_[i]->stop();   
  149.     }   
  150.   
  151.     // Get an io_service to use.   
  152.     boost::asio::io_service& get_io_service()   
  153.     {   
  154.         // Use a round-robin scheme to choose the next io_service to use.   
  155.         boost::asio::io_service& io_service = *io_services_[next_io_service_];   
  156.         ++next_io_service_;   
  157.         if (next_io_service_ == io_services_.size())   
  158.             next_io_service_ = 0;   
  159.         return io_service;   
  160.     }   
  161.   
  162. private:   
  163.     typedef boost::shared_ptr<boost::asio::io_service> io_service_ptr;   
  164.     typedef boost::shared_ptr<boost::asio::io_service::work> work_ptr;   
  165.   
  166.     /// The pool of io_services.   
  167.     std::vector<io_service_ptr> io_services_;   
  168.   
  169.     /// The work that keeps the io_services running.   
  170.     std::vector<work_ptr> work_;   
  171.   
  172.     /// The next io_service to use for a connection.   
  173.     std::size_t next_io_service_;   
  174. };   
  175.   
  176. class session   
  177.     : public boost::enable_shared_from_this<session>   
  178. {   
  179. public:   
  180.     session(boost::asio::io_service& work_service  
  181.         , boost::asio::io_service& io_service)   
  182.         : socket_(io_service)   
  183.         , io_work_service(work_service)   
  184.     {   
  185.     }   
  186.   
  187.     tcp::socket& socket()   
  188.     {   
  189.         return socket_;   
  190.     }   
  191.   
  192.     void start()   
  193.     {   
  194.         socket_.async_read_some(boost::asio::buffer(data_),   
  195.             make_custom_alloc_handler(allocator_,   
  196.             boost::bind(&session::handle_read,   
  197.             shared_from_this(),   
  198.             boost::asio::placeholders::error,   
  199.             boost::asio::placeholders::bytes_transferred)));   
  200.     }   
  201.   
  202.     void handle_read(const boost::system::error_code& error,   
  203.         size_t bytes_transferred)   
  204.     {   
  205.         if (!error)   
  206.         {   
  207.             boost::shared_ptr<std::vector<char> > buf(new std::vector<char>);   
  208.   
  209.             buf->resize(bytes_transferred);   
  210.             std::copy(data_.begin(), data_.begin() + bytes_transferred, buf->begin());   
  211.             io_work_service.post(boost::bind(&session::on_receive  
  212.                 , shared_from_this(), buf, bytes_transferred));   
  213.   
  214.             socket_.async_read_some(boost::asio::buffer(data_),   
  215.                 make_custom_alloc_handler(allocator_,   
  216.                 boost::bind(&session::handle_read,   
  217.                 shared_from_this(),   
  218.                 boost::asio::placeholders::error,   
  219.                 boost::asio::placeholders::bytes_transferred)));   
  220.         }   
  221.     }   
  222.   
  223.     void handle_write(const boost::system::error_code& error)   
  224.     {   
  225.         if (!error)   
  226.         {   
  227.         }   
  228.     }   
  229.   
  230.     void on_receive(boost::shared_ptr<std::vector<char> > buffers  
  231.         , size_t bytes_transferred)   
  232.     {   
  233.         char* data_stream = &(*buffers->begin());   
  234.         // in here finish the work.   
  235.         std::cout << "receive :" << bytes_transferred << " bytes." <<   
  236.             "message :" << data_stream << std::endl;   
  237.     }   
  238.   
  239. private:   
  240.     // The io_service used to finish the work.   
  241.     boost::asio::io_service& io_work_service;   
  242.   
  243.     // The socket used to communicate with the client.   
  244.     tcp::socket socket_;   
  245.   
  246.     // Buffer used to store data received from the client.   
  247.     boost::array<char, 1024> data_;   
  248.   
  249.     // The allocator to use for handler-based custom memory allocation.   
  250.     handler_allocator allocator_;   
  251. };   
  252.   
  253. typedef boost::shared_ptr<session> session_ptr;   
  254.   
  255. class server   
  256. {   
  257. public:   
  258.     server(short port, std::size_t io_service_pool_size)   
  259.         : io_service_pool_(io_service_pool_size)   
  260.         , io_service_work_pool_(io_service_pool_size)   
  261.         , acceptor_(io_service_pool_.get_io_service(), tcp::endpoint(tcp::v4(), port))   
  262.     {   
  263.         session_ptr new_session(new session(io_service_work_pool_.get_io_service()  
  264.             , io_service_pool_.get_io_service()));   
  265.         acceptor_.async_accept(new_session->socket(),   
  266.             boost::bind(&server::handle_accept, this, new_session,   
  267.             boost::asio::placeholders::error));   
  268.     }   
  269.   
  270.     void handle_accept(session_ptr new_session,   
  271.         const boost::system::error_code& error)   
  272.     {   
  273.         if (!error)   
  274.         {   
  275.             new_session->start();   
  276.             new_session.reset(new session(io_service_work_pool_.get_io_service()  
  277.                 , io_service_pool_.get_io_service()));   
  278.             acceptor_.async_accept(new_session->socket(),   
  279.                 boost::bind(&server::handle_accept, this, new_session,   
  280.                 boost::asio::placeholders::error));   
  281.         }   
  282.     }   
  283.   
  284.     void run()   
  285.     {   
  286.         io_thread_.reset(new boost::thread(boost::bind(&io_service_pool::run  
  287.             , &io_service_pool_)));   
  288.         work_thread_.reset(new boost::thread(boost::bind(&io_service_pool::run  
  289.             , &io_service_work_pool_)));   
  290.     }   
  291.   
  292.     void stop()   
  293.     {   
  294.         io_service_pool_.stop();   
  295.         io_service_work_pool_.stop();   
  296.   
  297.         io_thread_->join();   
  298.         work_thread_->join();   
  299.     }   
  300.   
  301. private:   
  302.     boost::shared_ptr<boost::thread> io_thread_;   
  303.     boost::shared_ptr<boost::thread> work_thread_;   
  304.     io_service_pool io_service_pool_;   
  305.     io_service_pool io_service_work_pool_;   
  306.     tcp::acceptor acceptor_;   
  307. };   
  308.   
  309. int main(int argc, char* argv[])   
  310. {   
  311.     try   
  312.     {   
  313.         if (argc != 2)   
  314.         {   
  315.             std::cerr << "Usage: server <port>/n";   
  316.             return 1;   
  317.         }   
  318.   
  319.         using namespace std; // For atoi.   
  320.         server s(atoi(argv[1]), 10);   
  321.   
  322.         s.run();   
  323.   
  324.         getchar();   
  325.   
  326.         s.stop();   
  327.     }   
  328.     catch (std::exception& e)   
  329.     {   
  330.         std::cerr << "Exception: " << e.what() << "/n";   
  331.     }   
  332.   
  333.     return 0;   
  334. }   
原创粉丝点击