boost asio 在linux下的proactor异步执行流程分析（一）

前几天在看代码的时候上网上网找了关于异步proactor 执行流程的分析，在windows下面到有几篇不错的博文，但是在linux下面几乎没有很详细的介绍，现在看完了，写一下自己在看的过程中的疑惑和自己的分析，希望对大家学习有帮助。

在看asio之前先提几个问题：

1 异步的执行流程到底是怎样的？从用户发起操作到执行自己的完成回调函数，中间发生了什么？

2 proactor模式到底是怎么实现的呢？

3 都说run函数会在任务数为0的时候会退出循环，到底是怎么控制的？

4 run在多线程里执行的时候，到底是怎么随机分配任务的? 

带着这几个问题，我们进入源码的世界，哈哈，此时边喝啤酒边写。首先先来看几个类型的定义，只有搞清楚每一个类型在linux下面到底是什么具体的类型，才好跟踪代码，下面以tcp 异步accept调用来进行分析：在应用层代码里最上层的类为

typedef basic_socket_acceptor acceptor;

而basic_socket_acceptor 继承自 basic_io_object，在basic_io_object是一个模板类，传递给他的模板参数就是

socket_acceptor_service， 继续看basic_io_object这个模板类，它里面有最重要的两个成员，后面的所有操作几乎都要用到这两个成员：

typedef IoObjectService service_type;

typedef typename service_type::implementation_type implementation_type;

我们知道传递进来的IoObjectService即为 socket_acceptor_service ，那么implementation_type 是什么类型的呢？看代码继续分析，我们继续进入到socket_acceptor_service着各类， 这个类中的两个成员就能帮助我们找到我们想要的答案：

typedef detail::reactive_socket_service service_impl_type;

typedef typename service_impl_type::implementation_type implementation_type;

原来service_type::implementation_type 就是 reactive_socket_service:: implementation_type, 那我们就继续看

reactive_socket_service吧（我们只分析linux下的，所以遇到宏定义影响定义的就直接说在linux下面的实现了），

struct implementation_type : reactive_socket_service_base::base_implementation_type 原来这里面的implementation_type是继承了基类的，那就继续看基类reactive_socket_service_base，这下子终于找到了implementation_type的最终定义：

struct base_implementation_type
  {
    socket_type socket_;
    socket_ops::state_type state_;
    reactor::per_descriptor_data reactor_data_;
  };

大体说下这三个成员，socket_ 即为 要添加进epoll 里面的fd， state_表明是tcp 还是 udp， reactor_data_这个也依赖于具体的实现，这里就直说了，就是epoll_reactor，这个成员可以说是最重要的成员了，当fd 就绪时，通过这个成员进行所有的io操作和用户回调函数的回调，看下定义吧：

typedef class epoll_reactor reactor;从这里面就知道就是 epoll_reactor， 在看下epoll_reactor的 定义吧，

typedef descriptor_state* per_descriptor_data; 在 descriptor_state结构体里面就一个数据结构比较重要，那就是

op_queue op_queue_[max_ops]; 这是 读 写，错误三个就绪队列，里面的存放对应fd的io操作函数和 完成函数。

下来总结一下，不要嫌啰嗦：

在 basic_io_object 里面的 service_type 就是 socket_acceptor_service

implementation_type 就是 reactive_socket_service_base::base_implementation_type，

service_type& get_service()
  {
    return service;
  }

返回的就是socket_acceptor_service，

implementation_type& get_implementation()
  {
    return implementation;
  }

返回的就是reactive_socket_service_base::base_implementation_type。

把这两个结构体弄清楚之后，后面每一个异步调用就知道具体是调用那个类的具体实现。

后面继续看 operation这个神奇而有富有内涵的类。