Boost.Asio 是一个用于网络和低级 I/O 编程的跨平台 C++ 库,它使用现代 C++ 方法为开发人员提供一致的异步模型
一个异步使用计时器的样例
#include <iostream> #include <boost/asio.hpp> void print(const boost::system::error_code & /* e */) { std::cout <<“hello world!” << std::endl; } int main() { boost :: asio :: io_context me; // 提供对 i/o 功能的访问 boost :: asio :: steady_timer t(io,boost :: asio :: chrono :: seconds(5)); t.async_wait(print); // 插入回调函数 io.run(); return; }
asio 库提供了一种保证,即只能从当前调用 io_context::run() 的线程调用回调处理程序
io_context::run() 函数将继续运行,它的工作是计时器上的异步等待,在计时器到期并且回调完成之前调用不会返回
在调用 io_context::run() 前需要给 io_context 设定一些工作,如果省略了 t.async_wait(print); 的调用,io_context::run() 将立刻返回
多次触发计时器
要实现重复计时器,需要在回调函数中更改计时器的到期时间,然后启动新的异步等待
设定计时器将在第 6 次触发时停止程序
#include <iostream> #include <boost/asio.hpp> #include <boost/bind.hpp> // 增加指向计时器对象的指针以访问计时器对象,以及一个计数器 count void print(const boost::system::error_code & /*e*/, boost::asio::steady_timer * t, int * count) { // 这里没有明确的调用要求 io_context 停止,而是通过 count == 5 时不再对计时器启动新的异步等待,io_context 将结束工作并停止运行 if (*count < 5) { std::cout << *count << std::endl; ++(*count); // 将计时器到期时间向后延时 1 秒 t->expires_at(t->expiry() + boost::asio::chrono::seconds(1)); // 启动一个新的异步等待,使用 boost::bind 使需要指定与回调函数参数列表相匹配的参数 t->async_wait(boost::bind(print, boost::asio::placeholders::error, t, count)); } } int main() { boost::asio::io_context io; int count = 0; boost::asio::steady_timer t(io, boost::asio::chrono::seconds(1)); t.async_wait(boost::bind(print, boost::asio::placeholders::error, &t, &count)); io.run(); std::cout << "Final count is " << count << std::endl; return 0; }
使用类的成员函数作回调处理
#include <iostream> #include <boost/asio.hpp> #include <boost/bind.hpp> class printer { public: // 构造时引用 io_context 对象,使用它初始化 timer printer(boost::asio::io_context& io) : timer_(io, boost::asio::chrono::seconds(1)), count_(0) { // 使用 bind 绑定当前对象的 this 指针,利用成员 count 控制计时器的执行 timer_.async_wait(boost::bind(&printer::print, this)); } // 在析构中打印结果 ~printer() { std::cout << "Final count is " << count_ << std::endl; } // 作为类的成员函数,无需再传入参数,直接使用当前对象的成员变量 void print() { if (count_ < 5) { std::cout << count_ << std::endl; ++count_; timer_.expires_at(timer_.expiry() + boost::asio::chrono::seconds(1)); timer_.async_wait(boost::bind(&printer::print, this)); } } private: boost::asio::steady_timer timer_; int count_; }; int main() { // main 里的调用简单了很多 boost::asio::io_context io; printer p(io); io.run(); return 0; }
多线程中的回调函数同步
asio 库提供了一种保证,即只能从当前调用 io_context::run() 的线程调用回调函数。因此,仅从一个线程调用 io_context::run() 回调函数无法并发运行
这里需要使用 io_context::strand 来控制分配 handler 的执行,它可以保证无论 io_context::run() 的线程有多少,同时只能有一个 handler 程序执行,保证了共享资源的线程安全
在本例中 handler (print1 / print2) 所访问的共享资源包括 std::cout 和成员变量 count_
#include <iostream> #include <boost/asio.hpp> #include <boost/thread/thread.hpp> #include <boost/bind.hpp> class printer { public: printer(boost::asio::io_context& io) : strand_(io), // strand 成员,用于控制 handler 的执行 timer1_(io, boost::asio::chrono::seconds(1)), // 运行两个计时器 timer2_(io, boost::asio::chrono::seconds(1)), count_(0) { // 启动异步操作时,每个 handler 都绑定到 strand 对象 // bind_executor() 返回一个新的 handler,它将自动调度其包含的 printer::print1 // 通过将 handler 绑定到同一个 strand,保证它不会同时执行 timer1_.async_wait(boost::asio::bind_executor(strand_, boost::bind(&printer::print1, this))); timer2_.async_wait(boost::asio::bind_executor(strand_, boost::bind(&printer::print2, this))); } ~printer() { std::cout << "Final count is " << count_ << std::endl; } void print1() { if (count_ < 10) { std::cout << "Timer 1: " << count_ << std::endl; ++count_; timer1_.expires_at(timer1_.expiry() + boost::asio::chrono::seconds(1)); timer1_.async_wait(boost::asio::bind_executor(strand_, boost::bind(&printer::print1, this))); } } void print2() { if (count_ < 10) { std::cout << "Timer 2: " << count_ << std::endl; ++count_; timer2_.expires_at(timer2_.expiry() + boost::asio::chrono::seconds(1)); timer2_.async_wait(boost::asio::bind_executor(strand_, boost::bind(&printer::print2, this))); } } private: boost::asio::io_context::strand strand_; boost::asio::steady_timer timer1_; boost::asio::steady_timer timer2_; int count_; }; int main() { boost::asio::io_context io; printer p(io); // main 函数现在有两个线程调用 io_context::run(),主线程和由 boost::thread 对象执行的额外线程 boost::thread t(boost::bind(&boost::asio::io_context::run, &io)); io.run(); t.join(); return 0; }
参考: