boost定時器使用




2. 同步Timer

本章介紹asio如何在定時器上進行阻塞等待( blocking wait ). 
實現,我們包含必要的頭文件. 
所有的asio類可以簡單的通過 include "asio.hpp" 來調用.
  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
此外,這個示例用到了 timer ,我們還要包含 Boost.Date_Time 的頭文件來控制時間.
  1. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
使用asio至少需要一個 boost::asio::io_service 對象.該類提供了訪問I/O的功能.我們首先在main函數中聲明它.
  1. int main()
  2. {
  3.     boost::asio::io_service io;
下一步我們聲明 boost::asio::deadline_timer 對象.這個asio的核心類提供I/O的功能(這里更確切的說是定時功能),總是把一個 io_service 對象作為他的第一個構造函數,而第二個構造函數的參數設定timer會在5秒后到時(expired).
  1. boost::asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(5));
這個簡單的示例中我們演示了定時器上的一個阻塞等待.就是說,調用 boost::asio::deadline_timer::wait() 的在創建后5秒內(注意:不是等待開始后),timer到時之前不會返回任何值. 
一個 deadline_timer 只有兩種狀態: 到時 , 未到時
如果 boost::asio::deadline_timer::wait() 在到時的timer對象上調用,會立即return.
  1. t.wait();
最后,我們輸出理所當然的"Hello, world!"來演示timer到時了.
  1.     std::cout << "Hello, world! ";
  2.     return 0;
  3. }

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
  4. int main()
  5. {
  6.     boost::asio::io_service io;
  7.     boost::asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(5));
  8.     t.wait();
  9.     std::cout << "Hello, world! ";
  10.     return 0;
  11. }

 

3. 異步Timer

  1. #include <iostream>
  2. #include <asio.hpp>
  3. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
asio的異步函數會在一個異步操作完成后被回調.這里我們定義了一個將被回調的函數.
  1. void print(const asio::error& /*e*/)
  2. {
  3.     std::cout << "Hello, world! ";
  4. }
  5. int main()
  6. {
  7.     asio::io_service io;
  8.     asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(5));
這里我們調用 asio::deadline_timer::async_wait() 來異步等待
  1. t.async_wait(print);
最后,我們必須調用 asio::io_service::run()
asio庫只會調用那個正在運行的 asio::io_service::run() 的回調函數. 
如果 asio::io_service::run() 不被調用,那么回調永遠不會發生. 
asio::io_service::run() 會持續工作到點,這里就是timer到時,回調完成. 
別忘了在調用  asio::io_service::run() 之前設置好io_service的任務.比如,這里,如果我們忘記先調用 asio::deadline_timer::async_wait() asio::io_service::run() 會在瞬間return.
  1.     io.run();
  2.     return 0;
  3. }

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <asio.hpp>
  3. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
  4. void print(const asio::error& /*e*/)
  5. {
  6.     std::cout << "Hello, world! ";
  7. }
  8. int main()
  9. {
  10.     asio::io_service io;
  11.     asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(5));
  12.     t.async_wait(print);
  13.     io.run();
  14.     return 0;
  15. }

4. 回調函數的參數

這里我們將每秒回調一次,來演示如何回調函數參數的含義
  1. #include <iostream>
  2. #include <asio.hpp>
  3. #include <boost/bind.hpp>
  4. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
首先,調整一下timer的持續時間,開始一個異步等待.顯示,回調函數需要訪問timer來實現周期運行,所以我們再介紹兩個新參數
  • 指向timer的指針
  • 一個int*來指向計數器
  1. void print(const asio::error& /*e*/,
  2.     asio::deadline_timer* t, int* count)
  3. {
我們打算讓這個函數運行6個周期,然而你會發現這里沒有顯式的方法來終止io_service.不過,回顧上一節,你會發現當 asio::io_service::run()會在所有任務完成時終止.這樣我們當計算器的值達到5時(0為第一次運行的值),不再開啟一個新的異步等待就可以了.
  1.     if (*count < 5)
  2.     {
  3.         std::cout << *count << " ";
  4.         ++(*count);
  5. ...
然后,我們推遲的timer的終止時間.通過在原先的終止時間上增加延時,我們可以確保timer不會在處理回調函數所需時間內的到期. 
(原文:By calculating the new expiry time relative to the old, we can ensure that the timer does not drift away from the whole-second mark due to any delays in processing the handler.)
  1. t->expires_at(t->expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
然后我們開始一個新的同步等待.如您所見,我們用把print和他的多個參數用boost::bind函數合成一個的形為void(const asio::error&)回調函數(准確的說是function object). 
在這個例子中, boost::bindasio::placeholders::error參數是為了給回調函數傳入一個error對象.當進行一個異步操作,開始 boost::bind時,你需要使用它來匹配回調函數的參數表.下一節中你會學到回調函數不需要error參數時可以省略它.
  1.      t->async_wait(boost::bind(print,
  2.         asio::placeholders::error, t, count));
  3.     }
  4. }
  5. int main()
  6. {
  7.     asio::io_service io;
  8.     int count = 0;
  9.     asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(1));
和上面一樣,我們再一次使用了綁定asio::deadline_timer::async_wait()
  1. t.async_wait(boost::bind(print,
  2.     asio::placeholders::error, &t, &count));
  3. io.run();
在結尾,我們打印出的最后一次沒有設置timer的調用的count的值
  1.     std::cout << "Final count is " << count << " ";
  2.     return 0;
  3. }

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <asio.hpp>
  3. #include <boost/bind.hpp>
  4. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
  5. void print(const asio::error& /*e*/,
  6.   bsp;     asio::deadline_timer* t, int* count)
  7. {
  8.     if (*count < 5)
  9.     {
  10.         std::cout << *count << " ";
  11.         ++(*count);
  12.         t->expires_at(t->expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  13.         t->async_wait(boost::bind(print,
  14.                     asio::placeholders::error, t, count));
  15.     }
  16. }
  17. int main()
  18. {
  19.     asio::io_service io;
  20.     int count = 0;
  21.     asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(1));
  22.     t.async_wait(boost::bind(print,
  23.                 asio::placeholders::error, &t, &count));
  24.     io.run();
  25.     std::cout << "Final count is " << count << " ";
  26.     return 0;
  27. }

 

5. 成員函數作為回調函數

本例的運行結果和上一節類似
  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3. #include <boost/bind.hpp>
  4. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
我們先定義一個printer類
  1. class printer
  2. {
  3. public:
  4. //構造函數有一個io_service參數,並且在初始化timer_時用到了它.用來計數的count_這里同樣作為了成員變量
  5.     printer(boost::asio::io_service& io)
  6.         : timer_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  7.             count_(0)
  8.     {
boost::bind 同樣可以出色的工作在成員函數上.眾所周知,所有的非靜態成員函數都有一個隱式的this參數,我們需要把this作為參數bind到成員函數上.和上一節類似,我們再次用bind構造出void(const boost::asio::error&)形式的函數. 
注意,這里沒有指定boost::asio::placeholders::error占位符,因為這個print成員函數沒有接受一個error對象作為參數.
  1. timer_.async_wait(boost::bind(&printer::print, this));
  2.  
在類的折構函數中我們輸出最后一次回調的count的值
  1. ~printer()
  2. {
  3.     std::cout << "Final count is " << count_ << " ";
  4. }

print函數於上一節的十分類似,但是用成員變量取代了參數.
  1.     void print()
  2.     {
  3.         if (count_ < 5)
  4.         {
  5.             std::cout << count_ << " ";
  6.             ++count_;
  7.             timer_.expires_at(timer_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  8.             timer_.async_wait(boost::bind(&printer::print, this));
  9.         }
  10.     }
  11. private:
  12.     boost::asio::deadline_timer timer_;
  13.     int count_;
  14. };
  15.  
現在main函數清爽多了,在運行io_service之前只需要簡單的定義一個printer對象.
  1. int main()
  2. {
  3.     boost::asio::io_service io;
  4.     printer p(io);
  5.     io.run();
  6.     return 0;
  7. }

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3. #include <boost/bind.hpp>
  4. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
  5. class printer
  6. {
  7.     public:
  8.         printer(boost::asio::io_service& io)
  9.             : timer_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  10.             count_(0)
  11.     {
  12.         timer_.async_wait(boost::bind(&printer::print, this));
  13.     }
  14.         ~printer()
  15.         {
  16.             std::cout << "Final count is " << count_ << " ";
  17.         }
  18.         void print()
  19.         {
  20.             if (count_ < 5)
  21.             {
  22.                 std::cout << count_ << " ";
  23.                 ++count_;
  24.                 timer_.expires_at(timer_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  25.                 timer_.async_wait(boost::bind(&printer::print, this));
  26.             }
  27.         }
  28.     private:
  29.         boost::asio::deadline_timer timer_;
  30.         int count_;
  31. };
  32. int main()
  33. {
  34.     boost::asio::io_service io;
  35.     printer p(io);
  36.     io.run();
  37.     return 0;
  38. }

 

 

6. 多線程回調同步

本節演示了使用 boost::asio::strand在多線程程序中進行回調同步(synchronise). 
先前的幾節闡明了如何在單線程程序中用 boost::asio::io_service::run()進行同步.如您所見,asio庫確保 僅當當前線程調用 boost::asio::io_service::run()時產生回調.顯然,僅在一個線程中調用  boost::asio::io_service::run() 來確保回調是適用於並發編程的. 
一個基於asio的程序最好是從單線程入手,但是單線程有如下的限制,這一點在服務器上尤其明顯:
  • 當回調耗時較長時,反應遲鈍.
  • 在多核的系統上無能為力
如果你發覺你陷入了這種困擾,可以替代的方法是建立一個 boost::asio::io_service::run()的線程池.然而這樣就允許回調函數並發執行.所以,當回調函數需要訪問一個共享,線程不安全的資源時,我們需要一種方式來同步操作.
  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3. #include <boost/thread.hpp>
  4. #include <boost/bind.hpp>
  5. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
在上一節的基礎上我們定義一個printer類,此次,它將並行運行兩個timer
  1. class printer
  2. {
  3. public:
除了聲明了一對 boost::asio::deadline_timer,構造函數也初始化了類型為 boost::asio::strandstrand_成員. 
boost::asio::strand 可以分配的回調函數.它保證無論有多少線程調用了 boost::asio::io_service::run(),下一個回調函數僅在前一個回調函數完成后開始,當然回調函數仍然可以和那些不使用 boost::asio::strand 分配,或是使用另一個 boost::asio::strand分配的回調函數一起並發執行.
  1. printer(boost::asio::io_service& io)
  2.     : strand_(io),
  3.     timer1_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  4.     timer2_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  5.     count_(0)
  6. {
當一個異步操作開始時,用 boost::asio::strand來 "wrapped(包裝)"回調函數. boost::asio::strand::wrap()會返回一個由 boost::asio::strand分配的新的handler(句柄),這樣,我們可以確保它們不會同時運行.
  1.     timer1_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print1, this)));
  2.     timer2_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print2, this)));
  3. }
  4. ~printer()
  5. {
  6.     std::cout << "Final count is " << count_ << " ";
  7. }

多線程程序中,回調函數在訪問共享資源前需要同步.這里共享資源是 std::cout count_變量. 
  1.     void print1()
  2.     {
  3.         if (count_ < 10)
  4.         {
  5.             std::cout << "Timer 1: " << count_ << " ";
  6.             ++count_;
  7.             timer1_.expires_at(timer1_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  8.             timer1_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print1, this)));
  9.         }
  10.     }
  11.     void print2()
  12.     {
  13.         if (count_ < 10)
  14.         {
  15.             std::cout << "Timer 2: " << count_ << " ";
  16.             ++count_;
  17.             timer2_.expires_at(timer2_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  18.             timer2_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print2, this)));
  19.         }
  20.     }
  21. private:
  22.     boost::asio::strand strand_;
  23.     boost::asio::deadline_timer timer1_;
  24.     boost::asio::deadline_timer timer2_;
  25.     int count_;
  26. };
main函數中 boost::asio::io_service::run()在兩個線程中被調用:主線程、一個 boost::thread線程. 
正如單線程中那樣,並發的 boost::asio::io_service::run()會一直運行直到完成任務.后台的線程將在所有異步線程完成后終結. 
  1. int main()
  2. {
  3.     boost::asio::io_service io;
  4.     printer p(io);
  5.     boost::thread t(boost::bind(&boost::asio::io_service::run, &io));
  6.     io.run();
  7.     t.join();
  8.     return 0;
  9. }

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3. #include <boost/thread.hpp>
  4. #include <boost/bind.hpp>
  5. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
  6. class printer
  7. {
  8. public:
  9.         printer(boost::asio::io_service& io)
  10.             : strand_(io),
  11.             timer1_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  12.             timer2_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  13.             count_(0)
  14.     {
  15.         timer1_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print1, this)));
  16.         timer2_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print2, this)));
  17.     }
  18.         ~printer()
  19.         {
  20.             std::cout << "Final count is " << count_ << " ";
  21.         }
  22.         void print1()
  23.         {
  24.             if (count_ < 10)
  25.             {
  26.                 std::cout << "Timer 1: " << count_ << " ";
  27.                 ++count_;
  28.                 timer1_.expires_at(timer1_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  29.                 timer1_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print1, this)));
  30.             }
  31.         }
  32.         void print2()
  33.         {
  34.             if (count_ < 10)
  35.             {
  36.                 std::cout << "Timer 2: " << count_ << " ";
  37.                 ++count_;
  38.                 timer2_.expires_at(timer2_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  39.                 timer2_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print2, this)));
  40.             }
  41.         }
  42. private:
  43.         boost::asio::strand strand_;
  44.         boost::asio::deadline_timer timer1_;
  45.         boost::asio::deadline_timer timer2_;
  46.         int count_;
  47. };
  48. int main()
  49. {
  50.     boost::asio::io_service io;
  51.     printer p(io);
  52.     boost::thread t(boost::bind(&boost::asio::io_service::run, &io));
  53.     io.run();
  54.     t.join();
  55.     return 0;
  56. }

 


7. TCP客戶端:對准時間

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/array.hpp>
  3. #include <boost/asio.hpp>
本程序的目的是訪問一個時間同步服務器,我們需要用戶指定一個服務器(如time-nw.nist.gov),用IP亦可. 
(譯者注:日期查詢協議,這種時間傳輸協議不指定固定的傳輸格式,只要求按照ASCII標准發送數據。)
  1. using boost::asio::ip::tcp;
  2. int main(int argc, char* argv[])
  3. {
  4.     try
  5.     {
  6.         if (argc != 2)
  7.         {
  8.             std::cerr << "Usage: client <host>" << std::endl;
  9.             return 1;
  10.             }
用asio進行網絡連接至少需要一個boost::asio::io_service對象
  1. boost::asio::io_service io_service;

我們需要把在命令行參數中指定的服務器轉換為TCP上的節點.完成這項工作需要boost::asio::ip::tcp::resolver對象
  1. tcp::resolver resolver(io_service);

一個resolver對象查詢一個參數,並將其轉換為TCP上節點的列表.這里我們把argv[1]中的sever的名字和要查詢字串daytime關聯.
  1. tcp::resolver::query query(argv[1], "daytime");

節點列表可以用 boost::asio::ip::tcp::resolver::iterator 來進行迭代.iterator默認的構造函數生成一個end iterator.
  1. tcp::resolver::iterator endpoint_iterator = resolver.resolve(query);
  2. tcp::resolver::iterator end;
現在我們建立一個連接的sockert,由於獲得節點既有IPv4也有IPv6的.所以,我們需要依次嘗試他們直到找到一個可以正常工作的.這步使得我們的程序獨立於IP版本
  1. tcp::socket socket(io_service);
  2. boost::asio::error error = boost::asio::error::host_not_found;
  3. while (error && endpoint_iterator != end)
  4. {
  5.     socket.close();
  6.     socket.connect(*endpoint_iterator++, boost::asio::assign_error(error));
  7. }
  8. if (error)
  9.     throw error;
連接完成,我們需要做的是讀取daytime服務器的響應. 
我們用boost::array來保存得到的數據,boost::asio::buffer()會自動根據array的大小暫停工作,來防止緩沖溢出.除了使用boost::array,也可以使用char [] 或std::vector.
  1. for (;;)
  2. {
  3.     boost::array<char, 128> buf;
  4.     boost::asio::error error;
  5.     size_t len = socket.read_some(
  6.         boost::asio::buffer(buf), boost::asio::assign_error(error));
當服務器關閉連接時,boost::asio::ip::tcp::socket::read_some()會用boost::asio::error::eof標志完成, 這時我們應該退出讀取循環了.
  1. if (error == boost::asio::error::eof)
  2.     break// Connection closed cleanly by peer.
  3. else if (error)
  4.     throw error; // Some other error.
  5. std::cout.write(buf.data(), len);
  6.  
如果發生了什么異常我們同樣會拋出它
  1. }
  2. catch (std::exception& e)
  3. {
  4.     std::cerr << e.what() << std::endl;
  5. }

運行示例:在windowsXPcmd窗口下 
輸入:upload.exe time-a.nist.gov

輸出:54031 06-10-23 01:50:45 07 0 0 454.2 UTC(NIST) *

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/array.hpp>
  3. #include <asio.hpp>
  4. using asio::ip::tcp;
  5. int main(int argc, char* argv[])
  6. {
  7.     try
  8.     {
  9.         if (argc != 2)
  10.         {
  11.             std::cerr << "Usage: client <host>" << std::endl;
  12.             return 1;
  13.         }
  14.         asio::io_service io_service;
  15.         tcp::resolver resolver(io_service);
  16.         tcp::resolver::query query(argv[1], "daytime");
  17.         tcp::resolver::iterator endpoint_iterator = resolver.resolve(query);
  18.         tcp::resolver::iterator end;
  19.         tcp::socket socket(io_service);
  20.         asio::error error = asio::error::host_not_found;
  21.         while (error && endpoint_iterator != end)
  22.         {
  23.             socket.close();
  24.             socket.connect(*endpoint_iterator++, asio::assign_error(error));
  25.         }
  26.         if (error)
  27.             throw error;
  28.         for (;;)
  29.         {
  30.             boost::array<char, 128> buf;
  31.             asio::error error;
  32.             size_t len = socket.read_some(
  33.                     asio::buffer(buf), asio::assign_error(error));
  34.             if (error == asio::error::eof)
  35.                 break// Connection closed cleanly by peer.
  36.             else if (error)
  37.                 throw error; // Some other error.
  38.             std::cout.write(buf.data(), len);
  39.         }
  40.     }
  41.     catch (std::exception& e)
  42.     {
  43.         std::cerr << e.what() << std::endl;
  44.     }
  45.     return 0;
  46. }

 

8. TCP同步時間服務器

  1. #include <ctime>
  2. #include <iostream>
  3. #include <string>
  4. #include <asio.hpp>
  5. using asio::ip::tcp;
我們先定義一個函數返回當前的時間的string形式.這個函數會在我們所有的時間服務器示例上被使用.
  1. std::string make_daytime_string()
  2. {
  3.     using namespace std; // For time_t, time and ctime;
  4.     time_t now = time(0);
  5.     return ctime(&now);
  6. }
  7. int main()
  8. {
  9.     try
  10.     {
  11.         asio::io_service io_service;
新建一個asio::ip::tcp::acceptor對象來監聽新的連接.我們監聽TCP端口13,IP版本為V4
  1. tcp::acceptor acceptor(io_service, tcp::endpoint(tcp::v4(), 13));

這是一個iterative server,也就是說同一時間只能處理一個連接.建立一個socket來表示一個和客戶端的連接, 然后等待客戶端的連接.
  1. for (;;)
  2. {
  3.     tcp::socket socket(io_service);
  4.     acceptor.accept(socket);
當客戶端訪問服務器時,我們獲取當前時間,然后返回它.
  1.         std::string message = make_daytime_string();
  2.         asio::write(socket, asio::buffer(message),
  3.             asio::transfer_all(), asio::ignore_error());
  4.     }
  5. }
最后處理異常
  1. catch (std::exception& e)
  2.     {
  3.         std::cerr << e.what() << std::endl;
  4.     }
  5.     return 0;
  6.  
運行示例:運行服務器,然后運行上一節的客戶端,在windowsXPcmd窗口下 
輸入:client.exe 127.0.0.1 
輸出:Mon Oct 23 09:44:48 2006

完整的代碼:

  1. #include <ctime>
  2. #include <iostream>
  3. #include <string>
  4. #include <asio.hpp>
  5. using asio::ip::tcp;
  6. std::string make_daytime_string()
  7. {
  8.     using namespace std; // For time_t, time and ctime;
  9.     time_t now = time(0);
  10.     return ctime(&now);
  11. }
  12. int main()
  13. {
  14.     try
  15.     {
  16.         asio::io_service io_service;
  17.         tcp::acceptor acceptor(io_service, tcp::endpoint(tcp::v4(), 13));
  18.         for (;;)
  19.         {
  20.             tcp::socket socket(io_service);
  21.             acceptor.accept(socket);
  22.             std::string message = make_daytime_string();
  23.             asio::write(socket, asio::buffer(message),
  24.                     asio::transfer_all(), asio::ignore_error());
  25.         }
  26.     }
  27.     catch (std::exception& e)
  28.     {
  29.         std::cerr << e.what() << std::endl;
  30.     }
  31.     return 0;
  32. }

2. 同步Timer

本章介紹asio如何在定時器上進行阻塞等待(blocking wait). 
實現,我們包含必要的頭文件. 
所有的asio類可以簡單的通過include "asio.hpp"來調用.
  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
此外,這個示例用到了timer,我們還要包含Boost.Date_Time的頭文件來控制時間.
  1. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
使用asio至少需要一個boost::asio::io_service對象.該類提供了訪問I/O的功能.我們首先在main函數中聲明它.
  1. int main()
  2. {
  3.     boost::asio::io_service io;
下一步我們聲明boost::asio::deadline_timer對象.這個asio的核心類提供I/O的功能(這里更確切的說是定時功能),總是把一個io_service對象作為他的第一個構造函數,而第二個構造函數的參數設定timer會在5秒后到時(expired).
  1. boost::asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(5));
這個簡單的示例中我們演示了定時器上的一個阻塞等待.就是說,調用boost::asio::deadline_timer::wait()的在創建后5秒內(注意:不是等待開始后),timer到時之前不會返回任何值. 
一個deadline_timer只有兩種狀態:到時,未到時
如果boost::asio::deadline_timer::wait()在到時的timer對象上調用,會立即return.
  1. t.wait();
最后,我們輸出理所當然的"Hello, world!"來演示timer到時了.
  1.     std::cout << "Hello, world! ";
  2.     return 0;
  3. }

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
  4. int main()
  5. {
  6.     boost::asio::io_service io;
  7.     boost::asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(5));
  8.     t.wait();
  9.     std::cout << "Hello, world! ";
  10.     return 0;
  11. }

 

3. 異步Timer

  1. #include <iostream>
  2. #include <asio.hpp>
  3. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
asio的異步函數會在一個異步操作完成后被回調.這里我們定義了一個將被回調的函數.
  1. void print(const asio::error& /*e*/)
  2. {
  3.     std::cout << "Hello, world! ";
  4. }
  5. int main()
  6. {
  7.     asio::io_service io;
  8.     asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(5));
這里我們調用asio::deadline_timer::async_wait()來異步等待
  1. t.async_wait(print);
最后,我們必須調用asio::io_service::run()
asio庫只會調用那個正在運行的asio::io_service::run()的回調函數. 
如果asio::io_service::run()不被調用,那么回調永遠不會發生. 
asio::io_service::run()會持續工作到點,這里就是timer到時,回調完成. 
別忘了在調用 asio::io_service::run()之前設置好io_service的任務.比如,這里,如果我們忘記先調用asio::deadline_timer::async_wait()asio::io_service::run()會在瞬間return.
  1.     io.run();
  2.     return 0;
  3. }

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <asio.hpp>
  3. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
  4. void print(const asio::error& /*e*/)
  5. {
  6.     std::cout << "Hello, world! ";
  7. }
  8. int main()
  9. {
  10.     asio::io_service io;
  11.     asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(5));
  12.     t.async_wait(print);
  13.     io.run();
  14.     return 0;
  15. }

4. 回調函數的參數

這里我們將每秒回調一次,來演示如何回調函數參數的含義
  1. #include <iostream>
  2. #include <asio.hpp>
  3. #include <boost/bind.hpp>
  4. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
首先,調整一下timer的持續時間,開始一個異步等待.顯示,回調函數需要訪問timer來實現周期運行,所以我們再介紹兩個新參數
  • 指向timer的指針
  • 一個int*來指向計數器
  1. void print(const asio::error& /*e*/,
  2.     asio::deadline_timer* t, int* count)
  3. {
我們打算讓這個函數運行6個周期,然而你會發現這里沒有顯式的方法來終止io_service.不過,回顧上一節,你會發現當 asio::io_service::run()會在所有任務完成時終止.這樣我們當計算器的值達到5時(0為第一次運行的值),不再開啟一個新的異步等待就可以了.
  1.     if (*count < 5)
  2.     {
  3.         std::cout << *count << " ";
  4.         ++(*count);
  5. ...
然后,我們推遲的timer的終止時間.通過在原先的終止時間上增加延時,我們可以確保timer不會在處理回調函數所需時間內的到期. 
(原文:By calculating the new expiry time relative to the old, we can ensure that the timer does not drift away from the whole-second mark due to any delays in processing the handler.)
  1. t->expires_at(t->expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
然后我們開始一個新的同步等待.如您所見,我們用把print和他的多個參數用boost::bind函數合成一個的形為void(const asio::error&)回調函數(准確的說是function object). 
在這個例子中, boost::bindasio::placeholders::error參數是為了給回調函數傳入一個error對象.當進行一個異步操作,開始 boost::bind時,你需要使用它來匹配回調函數的參數表.下一節中你會學到回調函數不需要error參數時可以省略它.
  1.      t->async_wait(boost::bind(print,
  2.         asio::placeholders::error, t, count));
  3.     }
  4. }
  5. int main()
  6. {
  7.     asio::io_service io;
  8.     int count = 0;
  9.     asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(1));
和上面一樣,我們再一次使用了綁定asio::deadline_timer::async_wait()
  1. t.async_wait(boost::bind(print,
  2.     asio::placeholders::error, &t, &count));
  3. io.run();
在結尾,我們打印出的最后一次沒有設置timer的調用的count的值
  1.     std::cout << "Final count is " << count << " ";
  2.     return 0;
  3. }

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <asio.hpp>
  3. #include <boost/bind.hpp>
  4. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
  5. void print(const asio::error& /*e*/,
  6.   bsp;     asio::deadline_timer* t, int* count)
  7. {
  8.     if (*count < 5)
  9.     {
  10.         std::cout << *count << " ";
  11.         ++(*count);
  12.         t->expires_at(t->expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  13.         t->async_wait(boost::bind(print,
  14.                     asio::placeholders::error, t, count));
  15.     }
  16. }
  17. int main()
  18. {
  19.     asio::io_service io;
  20.     int count = 0;
  21.     asio::deadline_timer t(io, boost::posix_time::seconds(1));
  22.     t.async_wait(boost::bind(print,
  23.                 asio::placeholders::error, &t, &count));
  24.     io.run();
  25.     std::cout << "Final count is " << count << " ";
  26.     return 0;
  27. }

 

5. 成員函數作為回調函數

本例的運行結果和上一節類似
  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3. #include <boost/bind.hpp>
  4. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
我們先定義一個printer類
  1. class printer
  2. {
  3. public:
  4. //構造函數有一個io_service參數,並且在初始化timer_時用到了它.用來計數的count_這里同樣作為了成員變量
  5.     printer(boost::asio::io_service& io)
  6.         : timer_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  7.             count_(0)
  8.     {
boost::bind 同樣可以出色的工作在成員函數上.眾所周知,所有的非靜態成員函數都有一個隱式的this參數,我們需要把this作為參數bind到成員函數上.和上一節類似,我們再次用bind構造出void(const boost::asio::error&)形式的函數. 
注意,這里沒有指定boost::asio::placeholders::error占位符,因為這個print成員函數沒有接受一個error對象作為參數.
  1. timer_.async_wait(boost::bind(&printer::print, this));
  2.  
在類的折構函數中我們輸出最后一次回調的count的值
  1. ~printer()
  2. {
  3.     std::cout << "Final count is " << count_ << " ";
  4. }

print函數於上一節的十分類似,但是用成員變量取代了參數.
  1.     void print()
  2.     {
  3.         if (count_ < 5)
  4.         {
  5.             std::cout << count_ << " ";
  6.             ++count_;
  7.             timer_.expires_at(timer_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  8.             timer_.async_wait(boost::bind(&printer::print, this));
  9.         }
  10.     }
  11. private:
  12.     boost::asio::deadline_timer timer_;
  13.     int count_;
  14. };
  15.  
現在main函數清爽多了,在運行io_service之前只需要簡單的定義一個printer對象.
  1. int main()
  2. {
  3.     boost::asio::io_service io;
  4.     printer p(io);
  5.     io.run();
  6.     return 0;
  7. }

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3. #include <boost/bind.hpp>
  4. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
  5. class printer
  6. {
  7.     public:
  8.         printer(boost::asio::io_service& io)
  9.             : timer_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  10.             count_(0)
  11.     {
  12.         timer_.async_wait(boost::bind(&printer::print, this));
  13.     }
  14.         ~printer()
  15.         {
  16.             std::cout << "Final count is " << count_ << " ";
  17.         }
  18.         void print()
  19.         {
  20.             if (count_ < 5)
  21.             {
  22.                 std::cout << count_ << " ";
  23.                 ++count_;
  24.                 timer_.expires_at(timer_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  25.                 timer_.async_wait(boost::bind(&printer::print, this));
  26.             }
  27.         }
  28.     private:
  29.         boost::asio::deadline_timer timer_;
  30.         int count_;
  31. };
  32. int main()
  33. {
  34.     boost::asio::io_service io;
  35.     printer p(io);
  36.     io.run();
  37.     return 0;
  38. }

 

 

6. 多線程回調同步

本節演示了使用boost::asio::strand在多線程程序中進行回調同步(synchronise). 
先前的幾節闡明了如何在單線程程序中用boost::asio::io_service::run()進行同步.如您所見,asio庫確保 僅當當前線程調用boost::asio::io_service::run()時產生回調.顯然,僅在一個線程中調用 boost::asio::io_service::run() 來確保回調是適用於並發編程的. 
一個基於asio的程序最好是從單線程入手,但是單線程有如下的限制,這一點在服務器上尤其明顯:
  • 當回調耗時較長時,反應遲鈍.
  • 在多核的系統上無能為力
如果你發覺你陷入了這種困擾,可以替代的方法是建立一個boost::asio::io_service::run()的線程池.然而這樣就允許回調函數並發執行.所以,當回調函數需要訪問一個共享,線程不安全的資源時,我們需要一種方式來同步操作.
  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3. #include <boost/thread.hpp>
  4. #include <boost/bind.hpp>
  5. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
在上一節的基礎上我們定義一個printer類,此次,它將並行運行兩個timer
  1. class printer
  2. {
  3. public:
除了聲明了一對boost::asio::deadline_timer,構造函數也初始化了類型為boost::asio::strandstrand_成員. 
boost::asio::strand 可以分配的回調函數.它保證無論有多少線程調用了boost::asio::io_service::run(),下一個回調函數僅在前一個回調函數完成后開始,當然回調函數仍然可以和那些不使用boost::asio::strand分配,或是使用另一個boost::asio::strand分配的回調函數一起並發執行.
  1. printer(boost::asio::io_service& io)
  2.     : strand_(io),
  3.     timer1_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  4.     timer2_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  5.     count_(0)
  6. {
當一個異步操作開始時,用boost::asio::strand來 "wrapped(包裝)"回調函數.boost::asio::strand::wrap()會返回一個由boost::asio::strand分配的新的handler(句柄),這樣,我們可以確保它們不會同時運行.
  1.     timer1_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print1, this)));
  2.     timer2_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print2, this)));
  3. }
  4. ~printer()
  5. {
  6.     std::cout << "Final count is " << count_ << " ";
  7. }

多線程程序中,回調函數在訪問共享資源前需要同步.這里共享資源是std::cout count_變量. 
  1.     void print1()
  2.     {
  3.         if (count_ < 10)
  4.         {
  5.             std::cout << "Timer 1: " << count_ << " ";
  6.             ++count_;
  7.             timer1_.expires_at(timer1_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  8.             timer1_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print1, this)));
  9.         }
  10.     }
  11.     void print2()
  12.     {
  13.         if (count_ < 10)
  14.         {
  15.             std::cout << "Timer 2: " << count_ << " ";
  16.             ++count_;
  17.             timer2_.expires_at(timer2_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  18.             timer2_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print2, this)));
  19.         }
  20.     }
  21. private:
  22.     boost::asio::strand strand_;
  23.     boost::asio::deadline_timer timer1_;
  24.     boost::asio::deadline_timer timer2_;
  25.     int count_;
  26. };
main函數中boost::asio::io_service::run()在兩個線程中被調用:主線程、一個boost::thread線程. 
正如單線程中那樣,並發的boost::asio::io_service::run()會一直運行直到完成任務.后台的線程將在所有異步線程完成后終結. 
  1. int main()
  2. {
  3.     boost::asio::io_service io;
  4.     printer p(io);
  5.     boost::thread t(boost::bind(&boost::asio::io_service::run, &io));
  6.     io.run();
  7.     t.join();
  8.     return 0;
  9. }

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3. #include <boost/thread.hpp>
  4. #include <boost/bind.hpp>
  5. #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
  6. class printer
  7. {
  8. public:
  9.         printer(boost::asio::io_service& io)
  10.             : strand_(io),
  11.             timer1_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  12.             timer2_(io, boost::posix_time::seconds(1)),
  13.             count_(0)
  14.     {
  15.         timer1_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print1, this)));
  16.         timer2_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print2, this)));
  17.     }
  18.         ~printer()
  19.         {
  20.             std::cout << "Final count is " << count_ << " ";
  21.         }
  22.         void print1()
  23.         {
  24.             if (count_ < 10)
  25.             {
  26.                 std::cout << "Timer 1: " << count_ << " ";
  27.                 ++count_;
  28.                 timer1_.expires_at(timer1_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  29.                 timer1_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print1, this)));
  30.             }
  31.         }
  32.         void print2()
  33.         {
  34.             if (count_ < 10)
  35.             {
  36.                 std::cout << "Timer 2: " << count_ << " ";
  37.                 ++count_;
  38.                 timer2_.expires_at(timer2_.expires_at() + boost::posix_time::seconds(1));
  39.                 timer2_.async_wait(strand_.wrap(boost::bind(&printer::print2, this)));
  40.             }
  41.         }
  42. private:
  43.         boost::asio::strand strand_;
  44.         boost::asio::deadline_timer timer1_;
  45.         boost::asio::deadline_timer timer2_;
  46.         int count_;
  47. };
  48. int main()
  49. {
  50.     boost::asio::io_service io;
  51.     printer p(io);
  52.     boost::thread t(boost::bind(&boost::asio::io_service::run, &io));
  53.     io.run();
  54.     t.join();
  55.     return 0;
  56. }

 


7. TCP客戶端:對准時間

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/array.hpp>
  3. #include <boost/asio.hpp>
本程序的目的是訪問一個時間同步服務器,我們需要用戶指定一個服務器(如time-nw.nist.gov),用IP亦可. 
(譯者注:日期查詢協議,這種時間傳輸協議不指定固定的傳輸格式,只要求按照ASCII標准發送數據。)
  1. using boost::asio::ip::tcp;
  2. int main(int argc, char* argv[])
  3. {
  4.     try
  5.     {
  6.         if (argc != 2)
  7.         {
  8.             std::cerr << "Usage: client <host>" << std::endl;
  9.             return 1;
  10.             }
用asio進行網絡連接至少需要一個boost::asio::io_service對象
  1. boost::asio::io_service io_service;

我們需要把在命令行參數中指定的服務器轉換為TCP上的節點.完成這項工作需要boost::asio::ip::tcp::resolver對象
  1. tcp::resolver resolver(io_service);

一個resolver對象查詢一個參數,並將其轉換為TCP上節點的列表.這里我們把argv[1]中的sever的名字和要查詢字串daytime關聯.
  1. tcp::resolver::query query(argv[1], "daytime");

節點列表可以用 boost::asio::ip::tcp::resolver::iterator 來進行迭代.iterator默認的構造函數生成一個end iterator.
  1. tcp::resolver::iterator endpoint_iterator = resolver.resolve(query);
  2. tcp::resolver::iterator end;
現在我們建立一個連接的sockert,由於獲得節點既有IPv4也有IPv6的.所以,我們需要依次嘗試他們直到找到一個可以正常工作的.這步使得我們的程序獨立於IP版本
  1. tcp::socket socket(io_service);
  2. boost::asio::error error = boost::asio::error::host_not_found;
  3. while (error && endpoint_iterator != end)
  4. {
  5.     socket.close();
  6.     socket.connect(*endpoint_iterator++, boost::asio::assign_error(error));
  7. }
  8. if (error)
  9.     throw error;
連接完成,我們需要做的是讀取daytime服務器的響應. 
我們用boost::array來保存得到的數據,boost::asio::buffer()會自動根據array的大小暫停工作,來防止緩沖溢出.除了使用boost::array,也可以使用char [] 或std::vector.
  1. for (;;)
  2. {
  3.     boost::array<char, 128> buf;
  4.     boost::asio::error error;
  5.     size_t len = socket.read_some(
  6.         boost::asio::buffer(buf), boost::asio::assign_error(error));
當服務器關閉連接時,boost::asio::ip::tcp::socket::read_some()會用boost::asio::error::eof標志完成, 這時我們應該退出讀取循環了.
  1. if (error == boost::asio::error::eof)
  2.     break// Connection closed cleanly by peer.
  3. else if (error)
  4.     throw error; // Some other error.
  5. std::cout.write(buf.data(), len);
  6.  
如果發生了什么異常我們同樣會拋出它
  1. }
  2. catch (std::exception& e)
  3. {
  4.     std::cerr << e.what() << std::endl;
  5. }

運行示例:在windowsXPcmd窗口下 
輸入:upload.exe time-a.nist.gov

輸出:54031 06-10-23 01:50:45 07 0 0 454.2 UTC(NIST) *

完整的代碼:

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/array.hpp>
  3. #include <asio.hpp>
  4. using asio::ip::tcp;
  5. int main(int argc, char* argv[])
  6. {
  7.     try
  8.     {
  9.         if (argc != 2)
  10.         {
  11.             std::cerr << "Usage: client <host>" << std::endl;
  12.             return 1;
  13.         }
  14.         asio::io_service io_service;
  15.         tcp::resolver resolver(io_service);
  16.         tcp::resolver::query query(argv[1], "daytime");
  17.         tcp::resolver::iterator endpoint_iterator = resolver.resolve(query);
  18.         tcp::resolver::iterator end;
  19.         tcp::socket socket(io_service);
  20.         asio::error error = asio::error::host_not_found;
  21.         while (error && endpoint_iterator != end)
  22.         {
  23.             socket.close();
  24.             socket.connect(*endpoint_iterator++, asio::assign_error(error));
  25.         }
  26.         if (error)
  27.             throw error;
  28.         for (;;)
  29.         {
  30.             boost::array<char, 128> buf;
  31.             asio::error error;
  32.             size_t len = socket.read_some(
  33.                     asio::buffer(buf), asio::assign_error(error));
  34.             if (error == asio::error::eof)
  35.                 break// Connection closed cleanly by peer.
  36.             else if (error)
  37.                 throw error; // Some other error.
  38.             std::cout.write(buf.data(), len);
  39.         }
  40.     }
  41.     catch (std::exception& e)
  42.     {
  43.         std::cerr << e.what() << std::endl;
  44.     }
  45.     return 0;
  46. }

 

8. TCP同步時間服務器

  1. #include <ctime>
  2. #include <iostream>
  3. #include <string>
  4. #include <asio.hpp>
  5. using asio::ip::tcp;
我們先定義一個函數返回當前的時間的string形式.這個函數會在我們所有的時間服務器示例上被使用.
  1. std::string make_daytime_string()
  2. {
  3.     using namespace std; // For time_t, time and ctime;
  4.     time_t now = time(0);
  5.     return ctime(&now);
  6. }
  7. int main()
  8. {
  9.     try
  10.     {
  11.         asio::io_service io_service;
新建一個asio::ip::tcp::acceptor對象來監聽新的連接.我們監聽TCP端口13,IP版本為V4
  1. tcp::acceptor acceptor(io_service, tcp::endpoint(tcp::v4(), 13));

這是一個iterative server,也就是說同一時間只能處理一個連接.建立一個socket來表示一個和客戶端的連接, 然后等待客戶端的連接.
  1. for (;;)
  2. {
  3.     tcp::socket socket(io_service);
  4.     acceptor.accept(socket);
當客戶端訪問服務器時,我們獲取當前時間,然后返回它.
  1.         std::string message = make_daytime_string();
  2.         asio::write(socket, asio::buffer(message),
  3.             asio::transfer_all(), asio::ignore_error());
  4.     }
  5. }
最后處理異常
  1. catch (std::exception& e)
  2.     {
  3.         std::cerr << e.what() << std::endl;
  4.     }
  5.     return 0;
  6.  
運行示例:運行服務器,然后運行上一節的客戶端,在windowsXPcmd窗口下 
輸入:client.exe 127.0.0.1 
輸出:Mon Oct 23 09:44:48 2006

完整的代碼:

  1. #include <ctime>
  2. #include <iostream>
  3. #include <string>
  4. #include <asio.hpp>
  5. using asio::ip::tcp;
  6. std::string make_daytime_string()
  7. {
  8.     using namespace std; // For time_t, time and ctime;
  9.     time_t now = time(0);
  10.     return ctime(&now);
  11. }
  12. int main()
  13. {
  14.     try
  15.     {
  16.         asio::io_service io_service;
  17.         tcp::acceptor acceptor(io_service, tcp::endpoint(tcp::v4(), 13));
  18.         for (;;)
  19.         {
  20.             tcp::socket socket(io_service);
  21.             acceptor.accept(socket);
  22.             std::string message = make_daytime_string();
  23.             asio::write(socket, asio::buffer(message),
  24.                     asio::transfer_all(), asio::ignore_error());
  25.         }
  26.     }
  27.     catch (std::exception& e)
  28.     {
  29.         std::cerr << e.what() << std::endl;
  30.     }
  31.     return 0;
  32. }

注意!

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