Boost-asio之二

    上一篇介绍了Boost.Asio的一些特性，但是相对抽象和离散，这篇博客从Boost.Asio的基础知识一步步深入，读完之后对Boost.Asio会有全面的了解和掌握。Boost.Asio通过采用C++以及Boost库的语法特性，提供跨平台的异步网络IO能力。因此使用Boost.Asio需要基本的网络知识，C++、Boost知识。

        io_service是Boost.Asio的核心类，run()方法是它的重要方法之一，后续会陆续介绍到其dispatch,post,stop,reset等重要方法。run()方法的作用是阻塞程序直到所有的工作都完成，所有的handler都dispatch了；或者当调用stop方法时，run()方法也会不再阻塞下去。下面是一个说明run()方法的示例程序:

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

int main( int argc, char * argv[] )
{
    boost::asio::io_service io_service;

    io_service.run();

    std::cout << "Do you reckon this line displays?" << std::endl;

    return 0;
}

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

int main( int argc, char * argv[] )
{
	boost::asio::io_service io_service;

	io_service.run();

	std::cout << "Do you reckon this line displays?" << std::endl;

	return 0;
}

在Linux下在安装完Boost后，采用g++ 1a.cpp -o 1a -lboost_system进行编译(Boost.Asio会调用boost_system库的内容，所以需要指定链接内容，涉及到线程和多线程时，则分别要做如下指定 -pthread -lboost_thread-mt)。运行可执行文件，我们发现会有输出，这是因为没有给io_service添加任务，它自然就结束了，不会阻塞。

        通常我们不希望程序自动退出，因为可能还有其它任务需要处理，更多的时候希望控制程序何时退出，Boost.Asio考虑到了这点，看下面的例子：

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

int main( int argc, char * argv[] )
{
    boost::asio::io_service io_service;
    boost::asio::io_service::work work( io_service );

    io_service.run();

    std::cout << "Do you reckon this line displays?" << std::endl;

    return 0;
}

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

int main( int argc, char * argv[] )
{
	boost::asio::io_service io_service;
	boost::asio::io_service::work work( io_service );

	io_service.run();

	std::cout << "Do you reckon this line displays?" << std::endl;

	return 0;
}

运行上面的例子，我们发现程序没有输出也不退出，在按Ctrl+C后程序才会终止。这主要是因为我们给了io_service工作---work,它在没有完成工作的情况时是不会退出的，在io_service.run()从io_service中删除work,程序就退出了。如果不喜欢用阻塞的方法来运行事件处理，Boost.Asio也提供了其它类似BSD socket的任务调度方法，poll就是其中之一。poll调用io_service的事件循环来运行已经就绪的handler方法，下面是一个poll的示例（用for模拟程序运行的循环）：

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

int main( int argc, char * argv[] )
{
    boost::asio::io_service io_service;

    for( int x = 0; x < 42; ++x )
    {
        io_service.poll();
        std::cout << "Counter: " << x << std::endl;
    }

    return 0;
}

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

int main( int argc, char * argv[] )
{
	boost::asio::io_service io_service;

	for( int x = 0; x < 42; ++x )
	{
		io_service.poll();
		std::cout << "Counter: " << x << std::endl;
	}

	return 0;
}

程序输出为0到41然后退出；如果这时也给io_service工作---work，而不reset,结果会是怎样呢？

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

int main( int argc, char * argv[] )
{
    boost::asio::io_service io_service;
    boost::asio::io_service::work work( io_service );

    for( int x = 0; x < 42; ++x )
    {
        io_service.poll();
        std::cout << "Counter: " << x << std::endl;
    }

    return 0;
}

#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>

int main( int argc, char * argv[] )
{
	boost::asio::io_service io_service;
	boost::asio::io_service::work work( io_service );

	for( int x = 0; x < 42; ++x )
	{
		io_service.poll();
		std::cout << "Counter: " << x << std::endl;
	}

	return 0;
}

        程序仍然输出为0到41然后退出。这是因为poll方法是非阻塞的，它只是检查当前工作队列中是否有就绪的，有就执行，然后立刻返回。在实际项目中，for循环一般是某种形式的事件循环。上面这个例子也说明了Boost.Asio的事件处理机制，work 对象给io_service对象提供工作内容，但如果在事件处理handler中再给io_service提供work,那么work将会递归无穷的产生，poll将永远不会结束。所以work的添加是在事件处理函数外部进行的。

     也就是说可以根据程序的设置，选择采用run()方法还是poll方法来运行程序。当然也有一些变体，run_one(),poll_one(),它们分别表示每次只执行一个事件处理handler，这在并发时能够很好的控制程序。

      从io_service.run()从io_service中删除work会使io_service.run()结束阻塞状态，但是io_service并没有这样的成员函数，这时必须通过智能指针来实现：通过reset智能指针来删除智能指针所指向的对象，这样就可以很优雅的移除work了。

#include <boost/asio.hpp>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <iostream>

int main( int argc, char * argv[] )
{
    boost::asio::io_service io_service;
    boost::shared_ptr< boost::asio::io_service::work > work(
        new boost::asio::io_service::work( io_service )
    );

    work.reset();

    io_service.run();

    std::cout << "Do you reckon this line displays?" << std::endl;

    return 0;
}

#include <boost/asio.hpp>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <iostream>

int main( int argc, char * argv[] )
{
	boost::asio::io_service io_service;
	boost::shared_ptr< boost::asio::io_service::work > work(
		new boost::asio::io_service::work( io_service )
	);

	work.reset();

	io_service.run();

	std::cout << "Do you reckon this line displays?" << std::endl;

	return 0;	
}

       io_service支持多线程，在上一篇博文中也提到过，并且说明了io_service的线程调度顺序。下面是一个多线程的例子：

void WorkerThread()
{
    std::cout << "Thread Start\n";
    io_service.run();
    std::cout << "Thread Finish\n";
}

int main( int argc, char * argv[] )
{
    boost::shared_ptr< boost::asio::io_service::work > work(
        new boost::asio::io_service::work( io_service )
    );

    std::cout << "Press [return] to exit." << std::endl;

    boost::thread_group worker_threads;
    for( int x = 0; x < 4; ++x )
    {
        worker_threads.create_thread( WorkerThread );
    }

    std::cin.get();

    io_service.stop();

    worker_threads.join_all();

    return 0;
}

void WorkerThread()
{
	std::cout << "Thread Start\n";
	io_service.run();
	std::cout << "Thread Finish\n";
}

int main( int argc, char * argv[] )
{
	boost::shared_ptr< boost::asio::io_service::work > work(
		new boost::asio::io_service::work( io_service )
	);

	std::cout << "Press [return] to exit." << std::endl;

	boost::thread_group worker_threads;
	for( int x = 0; x < 4; ++x )
	{
		worker_threads.create_thread( WorkerThread );
	}

	std::cin.get();

	io_service.stop();

	worker_threads.join_all();

	return 0;
}

上面用到了stop。如果我们想让io_service把当前工作队列中的所有工作执行完毕后再结束，需要用上面提到的reset智能指针的方法而不是stop，而如果采用reset方法的时候不断的往io_service的工作队列中增加新的任务，那么它将永远也不会停下来。