原帖：http://m.shnenglu.com/shanoa/archive/2009/06/26/88606.html
花了足足3天時(shí)間，外加1天心情休整，終于在第5天編寫出了一個(gè)能運(yùn)行的基于asio和thread_group的框架，差點(diǎn)沒氣暈過去，把源碼都看懂了才感覺會(huì)用了。
測(cè)試了一下，debug下一萬次回應(yīng)耗時(shí)800+毫秒，release下是200+毫秒，機(jī)器配置雙核2.5G英特爾，4個(gè)線程并行工作，無錯(cuò)的感覺真好，再也不用擔(dān)心iocp出一些奇怪的問題啦，因?yàn)槭蔷奕藗儗懙膶?shí)現(xiàn)，呵呵。
進(jìn)入正題，簡(jiǎn)要說一下asio的實(shí)現(xiàn)原理吧。在win32平臺(tái)上，asio是基于IOCP技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，我以前也用過IOCP，卻沒想到居然能擴(kuò)展成這樣，真是神奇！在其他平臺(tái)下還會(huì)有別的方法去實(shí)現(xiàn)，具體見io_service類下面這部分的源碼：
// The type of the platform-specific implementation.
#if defined(BOOST_ASIO_HAS_IOCP)
typedef detail::win_iocp_io_service impl_type;
friend class detail::win_iocp_overlapped_ptr;
#elif defined(BOOST_ASIO_HAS_EPOLL)
typedef detail::task_io_service
> impl_type;
#elif defined(BOOST_ASIO_HAS_KQUEUE)
typedef detail::task_io_service > impl_type;
#elif defined(BOOST_ASIO_HAS_DEV_POLL)
typedef detail::task_io_service > impl_type;
#else
typedef detail::task_io_service > impl_type;
#endif
這部分代碼其實(shí)就在boost::asio::io_service類聲明中的最前面幾行，可以看見在不同平臺(tái)下，io_service類的實(shí)現(xiàn)將會(huì)不同。很顯然，windows平臺(tái)下當(dāng)然是win_iocp_io_service類為實(shí)現(xiàn)了（不過我一開始還以為win_iocp_io_service是直接拿出來用的呢，還在疑惑這樣怎么有移植性呢？官方文檔也對(duì)該類只字不提，其實(shí)我卡殼就是卡在這里了，差點(diǎn)就直接用這個(gè)類了^_^!）。
那么就分析一下win_iocp_io_service的代碼吧，這里完全是用IOCP來路由各種任務(wù)，大家使用post來委托任務(wù)，內(nèi)部調(diào)用的其實(shí)是IOCP的PostQueuedCompletionStatus函數(shù)，然后線程們用run來接受任務(wù)，內(nèi)部其實(shí)是阻塞在IOCP的GetQueuedCompletionStatus函數(shù)上，一旦有了任務(wù)就立即返回，執(zhí)行完后再一個(gè)循環(huán)，繼續(xù)阻塞在這里等待下一個(gè)任務(wù)的到來，這種設(shè)計(jì)思想堪稱神奇，對(duì)線程、服務(wù)以及任務(wù)完全解耦，靈活度達(dá)到了如此高度，不愧為boost庫的東西！我只能有拜的份了...
說一下總體的設(shè)計(jì)思想，其實(shí)io_service就像是勞工中介所，而一個(gè)線程就是一個(gè)勞工，而調(diào)用post的模塊相當(dāng)于富人們，他們?nèi)ブ薪樗腥蝿?wù)，而勞工們就聽候中介所的調(diào)遣去執(zhí)行這些任務(wù)，任務(wù)的內(nèi)容就寫在富人們給你的handler上，也就是函數(shù)指針，指針指向具體實(shí)現(xiàn)就是任務(wù)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。其實(shí)在整個(gè)過程中，富人們都不知道是哪個(gè)勞工幫他們做的工作，只知道是中介所負(fù)責(zé)完成這些就可以了。這使得邏輯上的耦合降到了最低。不過這樣的比喻也有個(gè)不恰當(dāng)?shù)牡胤剑绻惨@樣比喻的話，我只能說：其實(shí)勞工里面也有很多富人的^o^! 。很多勞工在完成任務(wù)的過程中自己也托給中介所一些任務(wù)，然后這些任務(wù)很可能還是自己去完成。這也難怪，運(yùn)行代碼的總是這些線程，那么調(diào)用post的肯定也會(huì)有這些線程了，不過不管怎么說，如此循環(huán)往復(fù)可以解決問題就行，比喻不見得就得恰當(dāng)，任何事物之間都不可能完全相同，只要能闡述思想就行。
最后還要說明的一點(diǎn)就是：委托的任務(wù)其實(shí)可以設(shè)定執(zhí)行的時(shí)間的，很不錯(cuò)的設(shè)定，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)則是通過定時(shí)器原理，GetQueuedCompletionStatus有一個(gè)等待時(shí)間的參數(shù)似乎被用在這方面，還有源碼中的定時(shí)器線程我并沒有過多的去理解，總之大體原理已基本掌握，剩下的就是使勁的用它了！！！
另外為了方便人交流，在這里插入一些代碼可能更容易讓人理解吧，
下面這個(gè)是啟動(dòng)服務(wù)時(shí)的代碼：
void ServerFramework::run()
{
boost::thread_group workers;
for (uint32 i = 0; i < mWorkerCount; ++i)
workers.create_thread(
boost::bind(&boost::asio::io_service::run, &mIoService));
workers.join_all();
}
在打開前就得分配好任務(wù)，否則線程們運(yùn)行起來就退出了，阻塞不住，任務(wù)的分配就交給open函數(shù)了，它是分配了監(jiān)聽端口的任務(wù)，一旦有了連接就會(huì)拋出一個(gè)任務(wù)，其中一個(gè)線程就會(huì)開始行動(dòng)啦。
void ServerFramework::open(const String& address, const String& port, uint32 nWorkers /**//*= DEFAULT_WORKER_COUNT*/)
{
// Open the acceptor with the option to reuse the address (i.e. SO_REUSEADDR).
boost::asio::ip::tcp::resolver resolver(mIoService);
boost::asio::ip::tcp::resolver::query query(address, port);
boost::asio::ip::tcp::endpoint endpoint = *resolver.resolve(query);
mAcceptor.open(endpoint.protocol());
mAcceptor.set_option(boost::asio::ip::tcp::acceptor::reuse_address(true));
mAcceptor.bind(endpoint);
mAcceptor.listen();
mNextConnection = new Connection(this);
mAcceptor.async_accept(mNextConnection->getSocket(),
boost::bind(&ServerFramework::__onConnect, this,
boost::asio::placeholders::error));
mWorkerCount = nWorkers;
if (mWorkerCount == DEFAULT_WORKER_COUNT)
{
mWorkerCount = 4;
}
}
open函數(shù)中給io_service的一個(gè)任務(wù)就是在有鏈接訪問服務(wù)器端口的情況下執(zhí)行ServerFramework::__onConnect函數(shù)，有一點(diǎn)需要格外注意的，io_service必須時(shí)刻都有任務(wù)存在，否則線程io_service::run函數(shù)將返回，于是線程都會(huì)結(jié)束并銷毀，程序?qū)⑼顺觯裕惚仨毐ＷC無論何時(shí)都有任務(wù)存在，這樣線程們即使空閑了也還是會(huì)繼續(xù)等待，不會(huì)銷毀。所以，我在ServerFramework::__onConnect函數(shù)中又一次給了io_service相同的任務(wù)，即：繼續(xù)監(jiān)聽端口，有鏈接了還是調(diào)用ServerFramework::__onConnect函數(shù)。如果你在ServerFramework::__onConnect執(zhí)行完了還沒有給io_service任務(wù)的話，那么一切都晚了...... 代碼如下：
void ServerFramework::__onConnect(const BoostSysErr& e)
{
if (e)
{
MOELOG_DETAIL_WARN(e.message().c_str());
}
Connection* p = mNextConnection;
mNextConnection = new Connection(this);
// 再次進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)
mAcceptor.async_accept(mNextConnection->getSocket(),
boost::bind(&ServerFramework::__onConnect, this,
boost::asio::placeholders::error));
// 處理當(dāng)前鏈接
__addConnection(p);
p->start();
}
最后，展示一下這個(gè)類的所有成員變量吧：
// 用于線程池異步處理的核心對(duì)象
boost::asio::io_service mIoService;
// 網(wǎng)絡(luò)鏈接的接收器，用于接收請(qǐng)求進(jìn)入的鏈接
boost::asio::ip::tcp::acceptor mAcceptor;
// 指向下一個(gè)將要被使用的鏈接對(duì)象
Connection* mNextConnection;
// 存儲(chǔ)服務(wù)器鏈接對(duì)象的容器
ConnectionSet mConnections;
/**///// 為鏈接對(duì)象容器準(zhǔn)備的strand，防止并行調(diào)用mConnections
//boost::asio::io_service::strand mStrand_mConnections;
// 為鏈接對(duì)象容器準(zhǔn)備的同步鎖，防止并行調(diào)用mConnections
boost::mutex mMutex4ConnSet;
// 為控制臺(tái)輸出流準(zhǔn)備的strand，防止并行調(diào)用std::cout
AsioService::strand mStrand_ConsoleIostream;
// 工作線程的數(shù)量
uint32 mWorkerCount;
但愿這篇隨筆也能對(duì)正在研究asio的朋友們有所幫助吧。
posted on 2009-08-02 01:05
小王 閱讀(676)
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