IO模型
io_service對象是asio框架中的調度器,所有異步io事件都是通過它來分發處理的(io對象的構造函數中都需要傳入一個io_service對象)。
asio::io_service io_service;
asio::ip::tcp::socket socket(io_service);
在asio框架中,同步的io主要流程如下:
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應用程序調用IO對象成員函數執行IO操作
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IO對象向io_service 提出請求.
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io_service 調用操作系統的功能執行連接操作.
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操作系統向io_service 返回執行結果.
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io_service將錯誤的操作結果翻譯爲boost::system::error_code類型,再傳遞給IO對象.
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如果操作失敗,IO對象拋出boost::system::system_error類型的異常.
而異步IO的處理流程則有些不同:
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應用程序調用IO對象成員函數執行IO操作
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IO對象請求io_service的服務
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io_service 通知操作系統其需要開始一個異步連接.
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操作系統指示連接操作完成, io_service從隊列中獲取操作結果
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應用程序必須調用io_service::run()以便於接收結果
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調用io_service::run()後,io_service返回一個操作結果,並將其翻譯爲error_code,傳遞到事件回調函數中
io_service對象
io_service對象主要有兩個方法——post和run:
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post用於發佈io事件,如timer,socket讀寫等,一般由asio框架相應對象調用,無需我們顯式調用。
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run用於監聽io事件響應,並執行響應回調,對於異步io操作需要在代碼中顯式調用,對於同步io操作則由io對象隱式調用(並不是run函數,不過也是等待io事件)。
可見,io_service提供的是一個生產者消費者模型。在異步io操作中需要我們手動控制消費者,調用run函數,它的基本工作模式如下:
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等待io事件響應,如果所有io事件響應完成則退出
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等待到io事件響應後,執行其對應的回調
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繼續等待下一個io事件,重複1-2
從中可以看出,io_service是一個工作隊列的模型。在使用過程中一般有如下幾個需要注意的地方:
1. run函數在io事件完成後會退出,導致後續基於該對象的異步io任務無法執行
由於io_service並不會主動常見調度線程,需要我們手動分配,常見的方式是給其分配一個線程,然後執行run函數。但run函數在io事件完成後會退出,線程會終止,後續基於該對象的異步io任務無法得到調度。
解決這個問題的方法是通過一個asio::io_service::work對象來守護io_service。這樣,即使所有io任務都執行完成,也不會退出,繼續等待新的io任務。
boost::asio::io_service io;
boost::asio::io_service::work work(io);
io.run();
2. 回調在run函數的線程中同步執行,當回調處理時間較長時阻塞後續io響應
解決這個問題的方法有兩種:1. 啓動多線程執行run函數(run函數是線程安全的),2. 新啓動一個線程(或通過線程池)來執行回調函數。一般來講,如果回調處理事件不是特別短,應該使用在線程池中處理回調的方式。
3. 回調在run函數的線程中同步執行,io事件較多的時候得不到及時響應
這個其實是性能問題了,在多核cpu上可以通過在多個線程中執行run函數來解決這一問題。這種方式也只能充分利用cpu性能,本身性能問題就不是光靠軟件就能解決的。
.net中的異步io調度方式
和io_service這種手動控制的方式比起來,.net則是純粹的自動檔了。IO調度由CLR託管了,無需手動控制。回調也是在線程池中執行,無需擔心影響後續IO響應。
正是由於CLR的託管,在.net 的異步IO框架中,就沒有類似io_service的調度對象存在,這也符合.net的一貫簡潔做法。
http://www.cnblogs.com/TianFang/archive/2013/02/02/2890366.html