一、課程目標
本次課程圍繞高性能網(wǎng)絡(luò)編程這一主題，從眾多的Boost類庫中挑選出Boost.Asio、Boost.Thread以及其它配套的實用庫，作為主要學習的內(nèi)容，通過本次課程的學習，學員將具備以下能力：
- 掌握智能指針、高階函數(shù)對象、對象序列化/反序列化等類庫的使用；
- 理解現(xiàn)代操作系統(tǒng)線程模型、并發(fā)以及同步機制；
- 熟練使用Boost.Thread線程管理和同步機制接口開發(fā)并發(fā)應(yīng)用；
- 深刻理解現(xiàn)代操作系統(tǒng)中事件多路分離和分派機制如select、epoll等、了解異步I/O以及完成事件的分派；
- 熟練使用Boost.Asio構(gòu)建穩(wěn)定、高效和靈活的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
四、課程大綱
本次課程由以下幾個部分構(gòu)成：
1、Boost.Serialization - 序列化
- 基本類型和自定義類型的序列化；
- 數(shù)組、指針和智能指針的序列化；
- STL容器、std::string的序列化；
- 識別類的版本；
- XML格式的archive；
- 二進制格式的archive。
2、Boost.Smart_Ptr - 智能指針
- 回顧std::auto_ptr<>；
- 無Copyable 語義的scoped_ptr<>；
- shared_ptr<>；
- weak_ptr<>；
- enable_shared_from_this<>；
3、Boost.Bind and Boost.Function- 函數(shù)對象相關(guān)
- 什么是函數(shù)對象？
- 回顧std::bind1st()、std::bind2nd()、std::mem_fun()、std::ptr_fun()等適配器；
- Boost bind()；
- Boost Function；
- Boost ref()。
4、Boost.Signals2 - 實現(xiàn)回調(diào)機制
- Boost Signal2：線程安全的Signal-Slot機制 (Publishers → Signals/Subscribers → Slots)，即Observer模式的實現(xiàn)；
- 簡單的回調(diào)；
- 多個Slot回調(diào)；
- 管理Connections；
- 一些示例。
5、一些實用類庫
- Boost.Property_Tree；
- Boost.Format；
6、Boost.Thread - 多線程
- 線程與進程之區(qū)別；
- 用戶線程與內(nèi)核線程；
- 不同操作系統(tǒng)中的線程模型；
- 線程管理：線程創(chuàng)建、中斷、分離/連接等；
- 同步機制：Mutex、Lock、Condition_variable、TSS等。
7、Boost.Asio - 網(wǎng)絡(luò)編程
Boost.Asio庫，通過對各類操作系統(tǒng)原生的socket API以及事件多路分離、異步I/O API的封裝，構(gòu)成了一個性能優(yōu)秀、可移植性高、便于編程的網(wǎng)絡(luò)編程框架，使復雜的網(wǎng)絡(luò)編程任務(wù)變得簡單、安全、并且高效。
- Asio相關(guān)概念：同步I/O和異步I/O、Proactor模式、Asio和線程；
- Linux 下 I/O事件多路分離機制：select、epoll；
- TCP同步I/O Server/Client編程示例；
- UDP同步I/O Server/Client編程示例；
- TCP異步I/O Server/Client編程示例；
- UDP異步I/O Server/Client編程示例；
- Timer - 定時器；
- Asio核心接口介紹。
8、高性能網(wǎng)絡(luò)編程討論
- 考究高性能網(wǎng)絡(luò)編程中應(yīng)該遵循的原則，討論并發(fā)、同步、事件多路分離等機制的適用場合。
- 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的瓶頸在何處？
- 事件多路分離 vs 一連接一線程 (Event demultiplexing vs One thread per connection)；
- 同步I/O vs 異步I/O (Synchronous I/O vs Asynchronous I/O)；
- 如何適當?shù)厥褂枚嗑€程？
- 什么時候需要多個 事件多路分離線程？
9、應(yīng)用層協(xié)議定義與實現(xiàn)
- 為什么要自定義應(yīng)用層協(xié)議？
- 定義應(yīng)用層協(xié)議 (以XMMEP協(xié)議為例)；
- 用C++實現(xiàn)自定義的協(xié)議 (以XMMEP協(xié)議為例)。
注：XMMEP為X-Messenger Message Exchanging Protocol。
六、課程資源
可獲取的課程資源見：教學資源。