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Boost Asio要点概述(一)

作者:互联网

【注】本文不是boost asio的完整应用讲述,而是仅对其中要点的讲解,主要参考了Boost Asio 1.68的官方文档(https://www.boost.org/doc/libs/1_68_0/doc/html/boost_asio/overview.html),代码的测试环境为ubuntu 18.04,asio的编译及安装不在本文的范围之内。

一、基本工作流程
下图来自boost asio的官网,显示了Asio的基本工作流程。



图1是同步工作方式,你的程序调用I/O接口(通过I/O object,步骤1),其实是调用了io_context的接口(步骤2),io_context调用了操作系统I/O接口(步骤3),等待,操作系统返回(步骤4),io_context返回(步骤5),I/O object返回给你的程序(步骤6)。如果不用Asio的话,你的程序直接调用操作系统接口,等待,然后操作系统返回(类似只有步骤1调用,步骤6返回,但调用的是操作系统中的东西)。



图2是异步工作方式(两个阶段),第一阶段,你的程序调用I/O接口(通过I/O object,步骤1),同时提供一个完成句柄(函数),其实是调用了io_context的接口(步骤2),io_context告诉操作系统有异步I/O(步骤3),操作系统开始工作并直接返回。第二阶段,操作系统在核心态完成I/O操作后,将结果拷贝出来,然后通知io_context(步骤4),同时你的程序也可以抽空做点别的事情(不能太多,否则阻塞了完成消息的处理),然后调用io_context.run(),将控制权交回io_context(步骤5,否则你的完成句柄函数得不到调用)。io_context调用完成句柄函数。步骤4和步骤5其实不分先后,同时发生。

无论同步或异步方式,io_context都处于中心地位,它负责与操作系统发生关系,同步时,它封装了操作系统的I/O调用,异步时,它通知操作系统要进行I/O,准备好异步操作的相关参数,同时,它需要维护一个队列(同时进行的异步I/O操作不止一个),保证操作系统的操作完成后,找到对应的完成句柄函数,然后调用它。

二、Proactor模式
Boost.Asio用的是Proactor模式。要理解Poactor,先要理解同步/异步和阻塞/非阻塞概念。网上已有多篇文章论述。其实,各人在IO处理时,对同步/异步,阻塞/非阻塞的理解并不完成一致,下面两个图分别来自UNIX Network Programming和微软的官方网站,它们就有点区别,微软网文的处理比较简洁,似乎同步就意味着阻塞,异步就意味着非阻塞。UNIX书中阻塞/非阻塞是指用户调用系统IO函数时是否立即返回,同步/异步是指系统将IO操作的结果告诉用户的方式。



上图来自UNIX Network Programming



上图来自微软的网文“Synchronous and Asynchronous I/O”

Proactor/Reactor模式也是否相像,二者都靠消息来驱动,都有回调函数,Proactor中,系统为你做了更多,告诉你结果,Reactor中,只是告诉你有事情发生了,可以做点什么了。

需要说明的是,并不是所有场合非阻塞异步方式的性能都最高,其实活还是那么多,系统帮你多做了些而已。如果只有少数几个连接,多线程+同步方式也许更适合。
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原文链接:https://blog.csdn.net/guxch/article/details/83501443

标签:Asio,异步,调用,context,步骤,概述,io,Boost,操作系统
来源: https://www.cnblogs.com/cnhk19/p/15072669.html