POCO C++库导游

Introduction

A Guided Tour of the POCO C++ Libraries

简介

POCO C++库是开源的用于简化和加速C++开发面向网络、可移植应用程序的C++库集，POCO库和C++标准库可以很好的集成并填补了C++标准库缺乏的功能空隙。POCO库的模块化、高效的设计及实现使得POCO特别适合嵌入式开发。在嵌入式开发领域，由于C++既适合底层（设备I/O、中断处理等）和高层面向对象开发，越来越流行。当然POCO也准备好了面对企业级挑战。

包含4个核心库及一些附加库. 这4个核心库是： Foundation, XML, Util 和 Net. 附加库中其中2个是NetSSL和Data，NetSSL为Net库中的网络类提供SSL支持, Data库提供访问不同SQL数据库的一致性接口。 POCO以网络中心的跨平台C++软件开发，就像苹果的Cocoa之余Mac开发, 或Ruby on Rails 之余Web开发—强大而不失简单有趣的用于创建应用的平台. POCO 严格使用标准ANSI/ISO C++创建, 包含标准库. 程序库的贡献者试图在使用C++高级特性、易于理解的类、干净的代码、连续及易于维护间得到平衡.

Foundation基本库

Foundation库是POCO的心脏.它包含底层平台的封装层,也包含经常使用的工具类和函数. 包含规定字节大小整数类型, 转换整数与字节顺序的函数, Poco::Any 类 (基于 boost::any), 错误处理及调试工具, 包含各种异常类和支持断言. 同时也包含一些内存管理类, 包括基于引用计数的智能指针,和用与buffer管理及内存池的类. 对于字符串的处理, POCO包含一些函数和其他的东西, 串trim操作, 大小写敏感的比较和大小写转换. 以类对Unicode的基本支持：转换文本的不同编码, 包括UTF-8 和 UTF-16. 支持格式化和解析数字, 包括sprintf 的类型安全变量. 还提供了基于著名的PCRE 库(http://www.pcre.org)的正则表达式。

POCO提供多种变量的日期和时间的处理类 。在访问文件系统方面, POCO 拥有Poco::File 、 Poco::Path 类, 和 Poco::DirectoryIterator 类.在许多应用程序中，其中一部分需要通知其他部分自己这边发生的事情. POCO中的Poco::NotificationCenter、 Poco::NotificationQueue 和 events (类似 C# events) 使这种工作变得容易. 下面的示例显示如何使用POCO的 events. 示例中, 类Source 的公共event命名为theEvent,该event有一个int型参数. 用户可调用操作符 +=订阅改事件和调用-=操作符取消订阅, 同时传递对象指针和成员函数指针.事件可通过调用()操作符发射, 见 Source::fireEvent().

#include "Poco/BasicEvent.h"

#include "Poco/Delegate.h"

#include <iostream>

using Poco::BasicEvent;

using Poco::Delegate;

class Source

{

public:

    BasicEvent<int> theEvent;

    void fireEvent(int n)

    {

        theEvent(this, n);

    }

};

class Target

{

public:

    void onEvent(const void* pSender, int& arg)

    {

        std::cout << "onEvent: " << arg << std::endl;

    }

};

int main(int argc, char** argv)

{

    Source source;

    Target target;

    source.theEvent += Delegate<Target, int>(

        &target, &Target::onEvent);

    source.fireEvent(42);

    source.theEvent -= Delegate<Target, int>(

        &target, &Target::onEvent);

    return 0;

}

POCO 中的stream类已经提到过. stream作为Poco::BinaryReader 和 Poco::BinaryWriter 的参数用于写二进制数据到流中, 自动、透明地处理字节顺序问题.

在复杂的多线程应用中,查找问题和bug的仅有方式就是编写广泛的日志信息. POCO 提供强大可扩展的日志框架，该框架支持过滤、路由到不同的通道以及格式化日志信息. 日志消息可以写入console、文件、Windows 事件日志、Unix的syslog后台或网络中.如果POCO提供的通道不够使用，可以很方便的使用新类扩展日志框架.

对于在运行时装载(及卸载) 共享库, POCO提供底层的Poco::SharedLibrary 类. 基于它的Poco::ClassLoader 类模板和支持框架, 允许在运行时动态装载和卸载C++类, 类似于JAVA和.NET. 类装载框架使得以平台无关的方式编写应用程序插件成为小菜一碟。

最后, POCO Foundation 包含在不同级别上的多线程封装. 从Poco::Thread 类和一般同步原子(Poco::Mutex, Poco::ScopedLock, Poco::Event, Poco::Semaphore, Poco::RWLock), Poco::ThreadPool 类及支持thread-local 存储, 到高级别的活动对象（active object）的封装. 简单点儿说, 活动对象（active object）是拥有运行于自有线程中的方法的类. 这使得异步成员函数调用成为可能— 调用成员函数, 在函数执行期间, 做一堆其他的事情, 然后获得函数的返回值. 下面的示例展示在POCO中是如何做的. ActiveAdder 类定义一个活动方法add(), 由addImpl()成员函数实现. 在main()中调用活动方法产生Poco::ActiveResult (also known as a future), 最后获得函数的返回值。

#include "Poco/ActiveMethod.h"

#include "Poco/ActiveResult.h"

#include <utility>

using Poco::ActiveMethod;

using Poco::ActiveResult;

class ActiveAdder

{

public:

    ActiveObject(): activeAdd(this, &ActiveAdder::add)

    {

    }

    ActiveMethod<int, std::pair<int, int>, ActiveAdder> add;

private:

    int addImpl(const std::pair<int, int>& args)

    {

        return args.first + args.second;

    }

};

int main(int argc, char** argv)

{

    ActiveAdder adder;

    ActiveResult<int> sum = adder.add(std::make_pair(1, 2));

    // do other things

    sum.wait();

    std::cout << sum.data() << std::endl;

    return 0;

}

The XML Library

POCO XML 库支持读取, 处理及写XML. 遵循POCO的一个指导原则— 不要试图重新发明已经存在的工作— POCO's XML 库支持工业标准SAX (版本2) 及DOM接口, 很多有XML经验的开发人员对此比较熟悉. SAX,XML的简单API (http://www.saxproject.org),定义了基于事件的XML读接口. 基于SAX的XML 解析器在读取XML文档时但它读到一个元素时会通知应用程序, 字符数据, 或其他人为定义的XML元素. SAX解析器不需要将整个XML文档装载到内存中, 因此它可用于高效测解析巨大的XML文件. 相反, DOM (文档对象模型, http://www.w3.org/DOM/) 让应用程序访问整个XML文档, 使用树形的对象层级. 要达到此目的,POCO提供的 DOM 解析器需要将整个文档装载到内存. 为减小DOM文档的内存占用量, POCO DOM 实现使用使用字符串spooling,经常使用的字符串如元素和属性名仅存储一次. XML 库基于Expat 开源XML 解析器库 (http://www.libexpat.org). 基于Expat 的是SAX 接口, 基于SAX接口的是DOM的实现. 对字符串, XML 库使用std::string, UTF-8编码. 这是的XML库与应用程序其他部分的接口变得简单. 在未来的版本中将提供对XPath 和 XSLT的支持。

Util 库

Util 库的名称可能会给人一些误导, 因为它包含了创建命令行和服务器应用的框架. 包括命令行参数处理支持(校验, 绑定到配置属性, etc.) 及管理配置信息. 支持不同的配置文件格式— Windows形式的 INI 文件, Java-类型的属性文件, XML文件及Windows注册表.

对服务器应用程序,框架提供对Windows服务和Unix后台的透明支持. 每个服务器应用可以注册以Windows服务运行, 不需要额外的代码.当然, 所有的服务器应用程序仍然可以按命令行方式运行, 这使得测试和调测容易.

Net 库

POCO's Net 库使得编写基于网络的应用容易. 不管是应用是简单的通过纯TCP socket发送数据还是需要完整的内建HTTP server的应用，都可以在Net库中找到有用的东西。

在最底层, Net库包含socket类, 支持TCP流和server sockets, UDP sockets, multicast sockets, ICMP 及 raw sockets. 如果需要安全sockets, NetSSL 库提供支持, 实现使用了 OpenSSL (http://www.openssl.org). 基于socket 类提供两个框架创建TCP服务器 — 一个是多线程服务器(每个连接一个线程, 从线程池获得), 一个是基于Acceptor-Reactor模式的服务器. 多线程 Poco::Net::TCPServer 类及其支持框架也是POCO's HTTP server 实现的基础. 在客户端, Net库提供类与HTTP servers通信, 要使用ftp协议发送和接收文件, 使用SMTP发送邮件消息 (包括附件) 和从POP3 server接收邮件

全部放在一起

下面的例子示例使用POCO库如何实现一个简单的HTTP服务器. 服务器返回显示当前日期和时间的HTML文档. 用于创建作为Windows服务或Unix后台进程的服务器应用程序的应用框架 。当然, 同一的可执行程序也可直接在shell启动. 要使用HTTP server框架, TimeRequestHandler 类定义为服务器返回包含当前日期和时间的HTML文档作为请求的响应. 对每个请求, 使用日志框架对其记录. 与 TimeRequestHandler 类一起, 相关的工厂类, TimeRequestHandlerFactory; 工厂的实例传送给HTTP server 对象. HTTPTimeServer 应用类定义了命令行参数帮助，通过重载Poco::Util::ServerApplication的成员函数defineOptions()。在HTTP server启动前，它也读取缺省的应用程序配置文件(在initialize()) 和在main()中获取配置属性的值。

#include "Poco/Net/HTTPServer.h"

#include "Poco/Net/HTTPRequestHandler.h"

#include "Poco/Net/HTTPRequestHandlerFactory.h"

#include "Poco/Net/HTTPServerParams.h"

#include "Poco/Net/HTTPServerRequest.h"

#include "Poco/Net/HTTPServerResponse.h"

#include "Poco/Net/HTTPServerParams.h"

#include "Poco/Net/ServerSocket.h"

#include "Poco/Timestamp.h"

#include "Poco/DateTimeFormatter.h"

#include "Poco/DateTimeFormat.h"

#include "Poco/Exception.h"

#include "Poco/ThreadPool.h"

#include "Poco/Util/ServerApplication.h"

#include "Poco/Util/Option.h"

#include "Poco/Util/OptionSet.h"

#include "Poco/Util/HelpFormatter.h"

#include <iostream>

using Poco::Net::ServerSocket;

using Poco::Net::HTTPRequestHandler;

using Poco::Net::HTTPRequestHandlerFactory;

using Poco::Net::HTTPServer;

using Poco::Net::HTTPServerRequest;

using Poco::Net::HTTPServerResponse;

using Poco::Net::HTTPServerParams;

using Poco::Timestamp;

using Poco::DateTimeFormatter;

using Poco::DateTimeFormat;

using Poco::ThreadPool;

using Poco::Util::ServerApplication;

using Poco::Util::Application;

using Poco::Util::Option;

using Poco::Util::OptionSet;

using Poco::Util::OptionCallback

using Poco::Util::HelpFormatter;

class TimeRequestHandler: public HTTPRequestHandler

{

public:

    TimeRequestHandler(const std::string& format): _format(format)

    {

    }

    void handleRequest(HTTPServerRequest& request,

                       HTTPServerResponse& response)

    {

        Application& app = Application::instance();

        app.logger().information("Request from "

            + request.clientAddress().toString());

        Timestamp now;

        std::string dt(DateTimeFormatter::format(now, _format));

        response.setChunkedTransferEncoding(true);

        response.setContentType("text/html");

        std::ostream& ostr = response.send();

        ostr << "<html><head><title>HTTPTimeServer powered by "

                "POCO C++ Libraries</title>";

        ostr << "<meta http-equiv=""refresh"" content=""1""></head>";

        ostr << "<body><ptext-align: center; "

                "font-size: 48px;"">";

        ostr << dt;

        ostr << "</p></body></html>";

    }

private:

    std::string _format;

};

class TimeRequestHandlerFactory: public HTTPRequestHandlerFactory

{

public:

    TimeRequestHandlerFactory(const std::string& format):

        _format(format)

    {

    }

    HTTPRequestHandler* createRequestHandler(

        const HTTPServerRequest& request)

    {

        if (request.getURI() == "/")

            return new TimeRequestHandler(_format);

        else

            return 0;

    }

private:

    std::string _format;

};

class HTTPTimeServer: public Poco::Util::ServerApplication

{

public:

    HTTPTimeServer(): _helpRequested(false)

    {

    }

    ~HTTPTimeServer()

    {

    }

protected:

    void initialize(Application& self)

    {

        loadConfiguration();

        ServerApplication::initialize(self);

    }

    void uninitialize()

    {

        ServerApplication::uninitialize();

    }

    void defineOptions(OptionSet& options)

    {

        ServerApplication::defineOptions(options);

        options.addOption(

        Option("help", "h", "display argument help information")

            .required(false)

            .repeatable(false)

            .callback(OptionCallback<HTTPTimeServer>(

                this, &HTTPTimeServer::handleHelp)));

    }

    void handleHelp(const std::string& name, 

                    const std::string& value)

    {

        HelpFormatter helpFormatter(options());

        helpFormatter.setCommand(commandName());

        helpFormatter.setUsage("OPTIONS");

        helpFormatter.setHeader(

            "A web server that serves the current date and time.");

        helpFormatter.format(std::cout);

        stopOptionsProcessing();

        _helpRequested = true;

    }

    int main(const std::vector<std::string>& args)

    {

        if (!_helpRequested)

        {

            unsigned short port = (unsigned short)

                config().getInt("HTTPTimeServer.port", 9980);

            std::string format(

                config().getString("HTTPTimeServer.format", 

                                   DateTimeFormat::SORTABLE_FORMAT));

            ServerSocket svs(port);

            HTTPServer srv(new TimeRequestHandlerFactory(format), 

                svs, new HTTPServerParams);

            srv.start();

            waitForTerminationRequest();

            srv.stop();

        }

        return Application::EXIT_OK;

    }

private:

    bool _helpRequested;

};

int main(int argc, char** argv)

{

    HTTPTimeServer app;

    return app.run(argc, argv);

}

  原文地址 http://pocoproject.org/poco/docs/GuidedTour.html