boost.asio 学习笔记04 ,06

来源:互联网 发布:mac jenkins 安装配置 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 15:05
 

boost.asio 学习笔记04——asio的体系结构

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三层类关系图

根据前面的分析,我们知道asio有着这样的逻辑:

  • 参考STL,提供basic模版,对外使用basic模版的实例提供接口。
  • basic模版将具体操作委托给下层服务类完成。
  • 下层服务类再把操作委托给平台相关的服务类。

 

鉴于此,我们将asio体系划分为三层:io object层,basic_模版类层,服务层。

  • 第一层:io object层,作为应用程序直接使用的对象,是各种basic_模版类的typedef实例类。
  • 第二层:basic_模版类层,提供对外操作的接口,并把具体操作转发给服务类。
  • 第三层:服务层。提供具体操作的底层实现,这一层又分为两层:
    • 操作接收层
    • 平台适配层

 

基本的体系结构关系如下图所示。注意:图中并非全部asio中的类。

 


 

动态组装                 

前面已经提过,resolverSTL中的string一样,都是使用了basic_模板类的一个具体实例。这种在编译时动态地选择对应的组件进行编译,我们姑且称为动态组装。这种技术使得我们可以对asioservice进行扩展。例如自己实现一个resolverservice类,然后告诉basic_resolver,你要使用自己的service类,而非默认的那个……

 

不过话说回来,自己对boost或者STL进行扩展,需要点实力的


////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

asnyc_read VS. async_read_some VS. async_receive

async_read是一个全局函数;后面两个则于ip::tcp::socket的成员个函数;都可以用来异步读取操作,他们有什么样的差别呢。先来看async_read_someasync_receive,他们的文档说明如下:

  • async_read_some: Start an asynchronous read. This function is used to asynchronously read data from the stream socket. The function call always returns immediately.
  • async_receive: Start an asynchronous receive. This function is used to asynchronously receive data from the stream socket. The function call always returns immediately.

 

从文档来看,只有一个单词的差别,一个是read,一个是receive;反正都是从socket中获取数据,这两个词有什么差别呢?我是看不出他们的差别,那就看代码吧:

template <typename MutableBufferSequence, typename ReadHandler>

  void async_read_some(const MutableBufferSequence& buffers,

      BOOST_ASIO_MOVE_ARG(ReadHandler) handler)

  {

    // If you get an error on the following line it means that your handler does

    // not meet the documented type requirements for a ReadHandler.

    BOOST_ASIO_READ_HANDLER_CHECK(ReadHandler, handler) type_check;

 

    this->get_service().async_receive(this->get_implementation(),

        buffers, 0, BOOST_ASIO_MOVE_CAST(ReadHandler)(handler));

  }

 

template <typename MutableBufferSequence, typename ReadHandler>

  void async_receive(const MutableBufferSequence& buffers,

      BOOST_ASIO_MOVE_ARG(ReadHandler) handler)

  {

    // If you get an error on the following line it means that your handler does

    // not meet the documented type requirements for a ReadHandler.

    BOOST_ASIO_READ_HANDLER_CHECK(ReadHandler, handler) type_check;

 

    this->get_service().async_receive(this->get_implementation(),

        buffers, 0, BOOST_ASIO_MOVE_CAST(ReadHandler)(handler));

  }

 

好了,有了源代码,就无从狡辩了吧。他们都是使用底层服务的async_recevie来读取数据,因此他们的功能是一样的,都是从socket获取一定的数据,但是该函数并不保证能够从获得指定长度的数据——也即不保证填满缓冲区;

 

如果想要保证异步操作完成时获取到指定数量(缓冲区的长度)的数据,那么使用全局函数async_read。该函数内部启动一个 read_op ,该op内部,会多次调用stream.async_read_some,直到缓冲区填满,或者读操作结束;

 

这既是这三个函数的异同之所在。

 

妖怪async_read

前面一节提到过,全局函数 async_read 会启动read_op并在该op内部反腐调用async _read_some()来读取数据直到缓冲区慢,或者EOF出现;如果要来看一下read_opoperator(),你多半会感觉看到妖怪了。乖,别怕,来看看吧:

void operator()(const boost::system::error_code& ec,

        std::size_t bytes_transferred, int start = 0)

    {

      std::size_t n = 0;

      switch (start)

      {

        case 1:

        n = this->check_for_completion(ec, total_transferred_);

        for (;;)

        {

          stream_.async_read_some(

              boost::asio::buffer(buffer_ + total_transferred_, n),

              BOOST_ASIO_MOVE_CAST(read_op)(*this));

          return; default:

          total_transferred_ += bytes_transferred;

          if ((!ec && bytes_transferred == 0)

              || (n = this->check_for_completion(ec, total_transferred_)) == 0

              || total_transferred_ == boost::asio::buffer_size(buffer_))

            break;

        }

 

        handler_(ec, static_cast<const std::size_t&>(total_transferred_));

      }

    }

 

不知道你是否会和我一样感觉毛骨悚然,惊叫switch-case的邪乎。是的,说他妖怪,就妖怪在switch的那两个case标签,第一个 “case 1” 还算人性,第二个标签default就完全是妖怪了,它放置在for循环的内部——是的,编译器是允许的,假设程序流程首先跳转到default标签,在执行完default分支后,他会像正常的for循环流程一样,继续for loop的,这就是这个妖怪。

 

自己写的一个简单的测试及输出:

void jumpinto( int state )

{

    int i = 0;

    switch( state )

       {

           case 1:

                  cout << "case 1: begin for()" << endl;

                     for( ; ; )

                     {

                         cout << "    in for loop, i = " << i++ << endl;

                         //return;

                         default:

                         cout << "case default " << endl;

                           if( i > 2 )

                           {

                               cout << "     i > 2, break" << endl;

                                  break;

                           }

                     }// end for

       };//end switch

}

 

int main()

{

    jumpinto(0);

    return 0;

}

 

输出如下:

D:\studyprograms\test>caseblock.exe

case default

    in for loop, i = 0

case default

    in for loop, i = 1

case default

    in for loop, i = 2

case default

     i > 2, break

 

 

关于为何作者要这样写,暂时还没理解到。更多信息移驾翊坤宫再议:http://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/coroutines.html

 

优雅退出

使用asio开发的应用要中途退出,或者开发的server要停止,咱如何优优雅雅地清理asio组件呢? 呵呵,肯定可以,asio已经提供了一些手段:signal。下面是从asio示例代码中提取出的一些代码,以示说明。

class server : private boost::noncopyable

{

public:

    explicit server(const std::string& address, const std::string& port,

      const std::string& doc_root, std::size_t thread_pool_size)

        :

    signals_(io_service_pool_.get_io_service()),

    acceptor_(...)

       {

              signals_.add(SIGINT);

              signals_.add(SIGTERM);

             

              #if defined(SIGQUIT)

                     signals_.add(SIGQUIT);

              #endif // defined(SIGQUIT)

             

              signals_.async_wait(boost::bind(&server::handle_stop, this));

       }

 

private:

  void handle_stop()

  {

      io_service_.stop();

  }

 

  boost::asio::io_service io_service_;

  boost::asio::signal_set signals_;

  boost::asio::ip::tcp::acceptor acceptor_;

};

 

针对asio,个人也是刚刚接触正在学习,觉得要想使用好他,还是首先要了解socket的基本操作,在windows环境下,还要了解IOCP模型,然后才能用好它。欢迎讨论。

 

最后,向Christopher M. Kohlhoff (chris@kohlhoff.com)跪一下。


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