使用 boost::asio 时是否需要实现阻塞?

Do I need to implement blocking when using boost::asio?

本文关键字：实现 是否 boost asio 使用      更新时间：2023-10-16

我的问题是，如果我在多个线程上运行io_service：：run()，我是否需要在这些异步函数上实现阻塞？

例：

int i = 0;
int j = 0;
void test_timer(boost::system::error_code ec)
{
//I need to lock up here ?
if (i++ == 10)
{
j = i * 10;
}
timer.expires_at(timer.expires_at() + boost::posix_time::milliseconds(500));
timer.async_wait(&test_timer);
}
void threadMain()
{
io_service.run();
}
int main()
{
boost::thread_group workers;
timer.async_wait(&test_timer);
for (int i = 0; i < 5; i++){
workers.create_thread(&threadMain);
}
io_service.run();
workers.join_all();
return 0;
}

异步的定义是它是非阻塞的。

如果您的意思是问"我是否必须同步对来自不同线程的共享对象的访问" - 这个问题无关紧要，答案取决于您共享对象的线程安全记录。

对于 Asio，基本上(粗略摘要)您需要将并发访问(并发如：来自多个线程)同步到除boost::asio::io_context¹，² 之外的所有类型。

您的样品

此示例使用运行 io 服务的多个线程，这意味着处理程序在任意线程上运行。这意味着您实际上是在共享全局变量，并且它们确实需要保护。

但是 ，由于应用程序逻辑(异步调用链)指示只有一个操作处于挂起状态，并且共享计时器对象上的下一个异步操作始终从该链中调度，因此在逻辑上，访问全部来自单个线程(称为隐式链)。请参阅为什么使用 boost：：asio 时每个连接需要链？

最简单的工作方法：

逻辑链

住在科里鲁 

#include <boost/asio.hpp>
#include <boost/thread.hpp>
#include <iostream>
boost::asio::io_service io_service;
boost::asio::deadline_timer timer { io_service };
struct state_t {
int i = 0;
int j = 0;
} state;
void test_timer(boost::system::error_code ec)
{
if (ec != boost::asio::error::operation_aborted) {
{
if (state.i++ == 10) {
state.j = state.i * 10;
if (state.j > 100)
return; // stop after 5 seconds
}
}
timer.expires_at(timer.expires_at() + boost::posix_time::milliseconds(50));
timer.async_wait(&test_timer);
}
}
int main()
{
boost::thread_group workers;
timer.expires_from_now(boost::posix_time::milliseconds(50));
timer.async_wait(&test_timer);
for (int i = 0; i < 5; i++){
workers.create_thread([] { io_service.run(); });
}
workers.join_all();
std::cout << "i = " << state.i << std::endl;
std::cout << "j = " << state.j << std::endl;
}

请注意，我从主线程中删除了io_service::run()，因为它与join()冗余(除非您真的想要6个线程运行处理程序，而不是 5 个线程)。

指纹

i = 11
j = 110

警告

这里潜伏着一个陷阱。比如说，你不想像我一样以固定的数字保释，但想停下来，你会很想这样做：

timer.cancel();

从main.这是不合法的，因为deadline_timer对象不是线程安全的。您需要

  • 使用全局atomic_bool发出终止请求的信号
  • 将timer.cancel()发布在与计时器异步链相同的链上。但是，只有一个显式链，因此如果不将代码更改为使用显式链，则无法执行此操作。

更多定时器

让我们通过两个计时器来使事情复杂化，它们有自己的隐式链。这意味着对计时器实例的访问仍然不需要同步，但对i和j的访问确实需要同步。

注意在此演示中，我使用synchronized_value<>表示优雅。您可以使用mutex和lock_guard手动编写类似的逻辑。

住在科里鲁

#include <boost/asio.hpp>
#include <boost/thread.hpp>
#include <boost/thread/synchronized_value.hpp>
#include <iostream>
boost::asio::io_service io_service;
struct state {
int i = 0;
int j = 0;
};
boost::synchronized_value<state> shared_state;
struct TimerChain {
boost::asio::deadline_timer _timer;
TimerChain() : _timer{io_service} {
_timer.expires_from_now(boost::posix_time::milliseconds(50));
resume();
}
void resume() {
_timer.async_wait(boost::bind(&TimerChain::test_timer, this, _1));
};
void test_timer(boost::system::error_code ec)
{
if (ec != boost::asio::error::operation_aborted) {
{
auto state = shared_state.synchronize();
if (state->i++ == 10) {
state->j = state->i * 10;
}
if (state->j > 100) return; // stop after some iterations
}
_timer.expires_at(_timer.expires_at() + boost::posix_time::milliseconds(50));
resume();
}
}
};
int main()
{
boost::thread_group workers;
TimerChain timer1;
TimerChain timer2;
for (int i = 0; i < 5; i++){
workers.create_thread([] { io_service.run(); });
}
workers.join_all();
auto state = shared_state.synchronize();
std::cout << "i = " << state->i << std::endl;
std::cout << "j = " << state->j << std::endl;
}

指纹

i = 12
j = 110

添加显式链

现在添加它们非常简单：

struct TimerChain {
boost::asio::io_service::strand _strand;
boost::asio::deadline_timer _timer;
TimerChain() : _strand{io_service}, _timer{io_service} {
_timer.expires_from_now(boost::posix_time::milliseconds(50));
resume();
}
void resume() {
_timer.async_wait(_strand.wrap(boost::bind(&TimerChain::test_timer, this, _1)));
};
void stop() { // thread safe
_strand.post([this] { _timer.cancel(); });
}
// ...

住在科里鲁

#include <boost/asio.hpp>
#include <boost/thread.hpp>
#include <boost/thread/synchronized_value.hpp>
#include <iostream>
boost::asio::io_service io_service;
struct state {
int i = 0;
int j = 0;
};
boost::synchronized_value<state> shared_state;
struct TimerChain {
boost::asio::io_service::strand _strand;
boost::asio::deadline_timer _timer;
TimerChain() : _strand{io_service}, _timer{io_service} {
_timer.expires_from_now(boost::posix_time::milliseconds(50));
resume();
}
void resume() {
_timer.async_wait(_strand.wrap(boost::bind(&TimerChain::test_timer, this, _1)));
};
void stop() { // thread safe
_strand.post([this] { _timer.cancel(); });
}
void test_timer(boost::system::error_code ec)
{
if (ec != boost::asio::error::operation_aborted) {
{
auto state = shared_state.synchronize();
if (state->i++ == 10) {
state->j = state->i * 10;
}
}
// continue indefinitely
_timer.expires_at(_timer.expires_at() + boost::posix_time::milliseconds(50));
resume();
}
}
};
int main()
{
boost::thread_group workers;
TimerChain timer1;
TimerChain timer2;
for (int i = 0; i < 5; i++){
workers.create_thread([] { io_service.run(); });
}
boost::this_thread::sleep_for(boost::chrono::seconds(10));
timer1.stop();
timer2.stop();
workers.join_all();
auto state = shared_state.synchronize();
std::cout << "i = " << state->i << std::endl;
std::cout << "j = " << state->j << std::endl;
}

指纹

i = 400
j = 110

¹(或使用旧名称boost::asio::io_service)

² 生存期突变在这方面不被视为成员操作(即使对于线程安全对象，您也必须手动同步共享对象的构造/销毁)

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