IO服务io_service

关于IO服务

Boost.Asio实现的异步模型中关键部分就是IO服务，我对采用Proactor设计模式的Boost.Asio在Windows上实现理解如下：
异步操作会投递给系统，之后的处理由系统完成，操作完成后会触发回调，Boost.Asio封装了异步操作及回调，当系统完成异步操作后，调用了Boost.Asio封装的回调，Boost.Asio将完成事件保存到队列中，并在IO服务运行时进行查询，一旦有完成事件，会调用相应的回调函数，从而实现异步操作。

也就是说，异步操作是由IO服务投递，回调也是由IO服务执行，如果要执行异步操作，必须运行IO服务。

IO服务的执行及限制

从对IO服务的理解可知，IO服务运行时会进行如下操作：

1. 投递异步操作
2. 检查完成事件队列
3. 调用异步操作回调

Boost.Asio实现了IO服务的线程安全，即可以在多个线程对同一个IO服务进行操作，从IO服务的运行模式即可理解：只要保证异步操作队列、异步操作回调队列多线程访问安全即可在多个线程执行IO服务。

同时，异步操作回调只能在IO服务运行的线程中执行也就可以理解了。

运行IO服务

运行IO服务分为两种方式run和poll：

• run方法会启动事件循环直到异步操作队列全部执行完成，调用完回调后即可退出
• poll方法会启动事件循环直接执行所有已完成的异步操作回调后退出
  两者区别在于poll不包含等待动作，即run为阻塞式的，poll为非阻塞式的。

run_one会运行事件处理循环，直到至少执行完成一个异步操作回调；poll_one会执行完成0～1个已就绪的异步操作回调。

停止IO服务

stop接口用来停止IO服务的运行，当调用之后，run/poll操作都会立即返回，但是需要了解的是该接口只是向IO服务发送了终止信号导致运行接口全部立即返回，如果尝试再次启动，则需要调用reset接口使IO服务恢复到可运行状态。

检查IO服务是否处理可运行状态是通过stopped接口判断的。

执行操作

IO服务提供了两种接口来执行操作，dispatch和post：

• post
  将操作投递到异步操作队列中去；
• dispatch
  如果该方法和IO服务运行在同一线程，则操作会直接执行，否则行为与post一致。

为什么以及如何保证IO服务一直运行

即使调用了run执行IO服务，在没有异步操作及其回调需要处理的情况下，run方法就会返回，IO服务就停止运行了，所以如果需要的话，必须再采用一些措施来保证IO服务一直运行，方法有两种：

1. 在异步操作完成回调中一直发起异步操作
   这种方式保证了一直有异步操作需要处理，run方法就不会返回，可以一直运行
2. 使用io_service::work
   在io_service::work不被析构的情况下，IO服务会一直运行下去

io_service::work如何实现

io_service::work只是将IO服务要处理的异步操作个数加1，这样一直有异步操作需要执行，析构的时候异步个数被减1，如果这时已经没有要执行的异步操作，则会调用IO服务的stop接口。

如何退出IO服务执行

通常情况下调用IO服务的stop接口即可，但是如果需要完成所有异步操作，应该还是需要等待其run接口正常退出。