POCO C++库入门指南（翻译）

官方文档链接：

A Guided Tour Of The POCO C++ Librarieshttps://docs.pocoproject.org/current/00100-GuidedTour.html

目录

介绍

Foundation库

XML库

Util库

Net库

将这些东西组合到一起

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介绍

        POCO C++库是一组开源C++类库的集合，它们简化及加速了用C++来开发以网络功能为核心的可移植程序的过程。这些库，完美地与C++标准库结合到一起，并且填补了它所留下的那些空缺。它们具有模块化、高效的设计与实现，使得POCO C++库特别适合于进行嵌入式开发。而这是C++编程语言正在变得越来越流行的领域，因为，它既能进行底层(设备I/O、中断处理，等等)的开发，也能进行高级的面向对象的开发。当然，POCO也已经准备好面对企业级开发的挑战了。

        POCO由4个核心库及若干个附加库组成。核心库是：Foundation、XML、Util和Net。其中的两个附加库是：NetSSL，为Net 库中的网络类提供SSL 支持；Data，用来以统一的形式访问不同的SQL 数据库。POCO致力于进行以网络功能为核心的跨平台C++软件的开发，可以类比于Ruby on Rails对于Web开发的作用——一个功能强大而又简单易用的平台，用来构建妳自己的应用程序。POCO是严格围绕标准ANSI/ISO C++来开发的，并且支持标准库。贡献者们努力地达到以下要素之间的平衡：使用高级的C++特性；保持那些类的可理解性；保持代码的干净、一致及易维护性。

Foundation库

        Foundation库是POCO的心脏。它包含着：底层平台的抽象层；常用的辅助类和函数。Foundation库包含：定义了固定尺寸整数的类型；将整数在不同的字节序之间转换的函数；一个Poco::Any类(基于boost::Any)；用于错误处理及调试的工具，包括各种各样的异常类及断言支持。还有：一些用于内存管理的类，包括基于引用计数的智能指针，以及一些用于缓冲区管理的类，还有内存池。对于字符串处理，POCO包含了一些函数，可做以下事情：修剪字符串；进行大小写不敏感的比较；进行大小写转换。还利用一些类提供了基本的Unicode文字支持，这些类能够将文字在不同的字符编码之间转换，包括UTF-8和UTF-16。还提供了对于数字的格式化和解析功能的支持，包括一个类型安全的sprintf变种。还提供了以著名的PCRE库(http://www.pcre.org)为基础的正则表达式支持。

        POCO提供了一些类，用于处理多种变种中的日期及时间。对于文件系统访问功能，POCO提供了Poco::File和Poco::Path类，以及Poco::DirectoryIterator类。在狠多程序中，某个部分需要向其它部分告知某些事件发生了。POCO提供了Poco::NotificationCenter、Poco::NotificationQueue和事件(类似于C#事件)来简化这个过程。以下示例展示了POCO事件的用法。在这个示例中，类Source拥有一个公有事件，名为theEvent，它有一个参数，类型为int。订阅者可以通过调用operator+=来订阅，调用operator-=来取消订阅，并且要传入两个参数：指向某个对象的一个指针；以及，指向某个成员函数的指针。事件可通用调用operator()来发射，在Source::fireEvent()中就是这么做的。

#include "Poco/BasicEvent.h"
#include "Poco/Delegate.h"
#include 

using Poco::BasicEvent;
using Poco::delegate;

class Source
{
public:
    BasicEvent 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, &Target::onEvent);

    source.fireEvent(42);

    source.theEvent -= delegate(&target, &Target::onEvent);

    return 0;
}

        POCO中的那些流式操作类，已经介绍过了。为了对它们进行增强，还提供了Poco::BinaryReader和Poco::BinaryWriter，用于从流中读取及写入二进制数据，并且会自动、透明地处理字节序问题。

        在复杂的多线程程序中，找出问题及缺陷的唯一手段就是输出详尽的日志信息。POCO提供了一个功能强大且可扩展的日志框架，它支持：过滤；路由到不同的频道；以及，日志消息的格式化。日志信息可被写入到以下目标：终端；文件；syslog守护进程；或者，发送到网络。如果POCO提供的这些频道还不能满足妳，那么，还可以轻易地使用新的类来扩展日志框架。

        对于在运行时载入(及卸载)共享库的任务，POCO提供了一个低层的Poco::SharedLibrary类。在它之上，是Poco::ClassLoader类模板，以及对应的支持框架，使得妳可以在运行时动态地载入及卸载C++类，这就类似于Java和.NET中的功能。类载入器框架，也使得，妳可以轻易地以平台无关的方式来为程序加入插件支持功能。

        最后，POCOFoundation中包含了对于多线程编程的不同层次的抽象。有Poco::Thread类，以及常用的同步原语(Poco::Mutex、Poco::ScopedLock、Poco::Event、Poco::Semaphore、Poco::RWLock)，一个Poco::ThreadPool类，以及对于线程本地存储的支持，也有高级的抽象，例如活跃对象（activeobjects）。简单来说，活跃对象，指的就是，它有某些方法，是在独立的线程中执行的。这样，就可以进行异步的成员函数调用——调用一个成员函数，在它正在执行的过程中，去干一些其它的事，最后，获取该函数的返回值。下面的示例中展示了在POCO中如何做到这一点。在ActiveAdder类定义了一个活跃方法（activemethod）add()，该方法是由addImpl()这个成员函数来实现的。在main()中调用该活跃方法，就会产生出一个Poco::ActiveResult(也被称作未来对象（future）)，最终会通过它来获取到该函数的返回值。

#include "Poco/ActiveMethod.h"
#include "Poco/ActiveResult.h"
#include 
#include 

using Poco::ActiveMethod;
using Poco::ActiveResult;

class ActiveAdder
{
public:
    ActiveAdder(): add(this, &ActiveAdder::addImpl)
    {
    }

    ActiveMethod, ActiveAdder> add;

private:
    int addImpl(const std::pair& args)
    {
        return args.first + args.second;
    }
};

int main(int argc, char** argv)
{
    ActiveAdder adder;

    ActiveResult sum = adder.add(std::make_pair(1, 2));
    // do other things
    sum.wait();
    std::cout << sum.data() << std::endl;

    return 0;
}

XML库

        POCO XML库提供了对于XML的读取、处理和输出功能。出于POCO的某个指导原则方面的考虑——不要尝试重新发明那些已经有用的东西——POCO的XML库支持工业标准的SAX(版本2)和DOM接口，这会令狠多用过XML的开发者倍感亲切。SAX，即为XML的简单API（SimpleAPIforXML(http://www.saxproject.org)），定义了一个基于事件的接口，用于读取XML。基于SAX的XML解析器，会遍历整个XML文档，并且在遇到元素、字符数据或其它XML事物时通知应用程序。SAX解析器不需要将整个XML文档读入到内存中，因此，可用来高效地解析巨型XML文件。反过来，DOM(文档对象模型（DocumentObjectModel,http://www.w3.org/DOM/）)，使得应用程序能够以一个树型风格的对象层次来完整地访问XML文档。为了完成工作，POCO提供的DOM解析器必须将整个文档载入到内存中。为了减少DOM文档的内存占用，POCO中的DOM实现代码用上了字符串池，使得经常出现的字符串（例如元素和属性名字）只会被存储一次。这个XML库基于Expat开源XML解析库(http://www.libexpat.org)开发。以Expat为基础的是SAX接口，而以SAX接口为基础的就是DOM实现。对于字符串，XML库使用的是std::string，并且以UTF-8作为字符编码。这就使得XML库可轻易地与程序中的其它部分配套使用。在未来的版本中将支持XPath和XSLT。

Util库

        Util库的名字可能会让妳产生误解，实际上，它主要是一个用来创建命令行程序和服务器程序的框架。包含的功能：处理命令行参数(验证、绑定到配置属性，等等)；以及，管理配置信息。支持不同的配置文件格式——Java风格的属性文件、XML文件。

        对于服务器程序，这个框架提供了对于Unix守护进程的透明支持。当然，所有的服务器程序也都可以直接从命令行启动，这样便于测试及调试。

Net库

        POCO的Net库使得妳能够轻易地写出基于网络通信的应用程序。无论妳只是想使用普通的TCP套接字来发送数据，还是想要一个内置的完整功能的HTTP服务器，Net库都能满足妳。

        在最底层，Net库提供了一些套接字类，支持：TCP流；服务器套接字；UDP套接字；多播套接字；ICMP；和原始套接字。如果妳的程序中需要用到安全的套接字，那么，请使用NetSSL库，它是利用OpenSSL(http://www.openssl.org)实现的。以这些套接字类为基础，提供了两个用来构建TCP服务器的框架——一个用来构建多线程服务器(对于每个连接都使用一个线程，该线程取自一个线程池)，一个用来构建接收者-响应者（Acceptor-Reactor）模式的服务器。多线程的Poco::Net::TCPServer类和它的支持框架，同时也是POCO的HTTP服务器实现(Poco::Net::HTTPServer)的基础。在客户端开发方面，Net库提供了起到以下作用的类：与HTTP服务器通信；使用FTP协议发送及接收文件；使用SMTP协议发送邮件(包含附件)；从POP3服务器接收邮件。

将这些东西组合到一起

        下面的示例，展示了利用POCO库实现的一个简单的HTTP服务器。这个服务器会返回一个HTML文档，里面显示的是当前日期和时间。在这里，用上了应用程序框架，以开发出一个可以Unix守护进程的形式运行的服务器程序。当前，这个程序也可以在终端中直接启动。在使用HTTP服务器框架的过程中，定义了TimeRequestHandler这个类，它返回一个包含当前日期及时间的HTML文档，以对来自客户端的请求进行响应。同时，对于所接收到的每个请求，都会利用日志框架输出一条日志信息。为了与TimeRequestHandler类配套使用，还需要一个工厂类，TimeRequestHandlerFactory；该工厂类的一个实例会被传递给HTTP服务器对象。HTTPTimeServer这个应用程序类，定义了一个名为help的命令行参数，具体做法就是覆盖了Poco::Util::ServerApplication的defineOptions()成员函数。另外，在启动HTTP服务器之前，还会在main()中(通过initialize())读取默认的程序配置文件，并且取得某些配置属性的值。

#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 

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 %s",
            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 << "";
        ostr << "";
        ostr << "
";
        ostr << dt;
        ostr << "
";
    }

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
{
protected:
    void initialize(Application& self)
    {
        loadConfiguration();
        ServerApplication::initialize(self);
    }

    void defineOptions(OptionSet& options)
    {
        ServerApplication::defineOptions(options);

        options.addOption(
        Option("help", "h", "display argument help information")
            .required(false)
            .repeatable(false)
            .callback(OptionCallback(
                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& args)
    {
        if (!_helpRequested)
        {
            unsigned short port = static_cast(
                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 = false;
};