1、实现多线程方法:
其实就是多个线程同时调用io_service::run
for (int i = 0; i != m_nThreads; ++i)
{ boost::shared_ptr<boost::thread> pTh(new boost::thread( boost::bind(&boost::asio::io_service::run,&m_ioService))); m_listThread.push_back(pTh); }2、多线程调度情况:
asio规定:只能在调用io_service::run的线程中才能调用事件完成处理器。
注:事件完成处理器就是你async_accept、async_write等注册的句柄,类似于回调的东西。
单线程:
如果只有一个线程调用io_service::run,根据asio的规定,事件完成处理器也只能在这个线程中执行。也就是说,你所有代码都在同一个线程中运行,因此变量的访问是安全的。
多线程:
如果有多个线程同时调用io_service::run以实现多线程并发处理。对于asio来说,这些线程都是平等的,没有主次之分。如果你投递的一个请求比如async_write完成时,asio将随机的激活调用io_service::run的线程。并在这个线程中调用事件完成处理器(async_write当时注册的句柄)。如果你的代码耗时较长,这个时候你投递的另一个async_write请求完成时,asio将不等待你的代码处理完成,它将在另外的一个调用io_service::run线程中,调用async_write当时注册的句柄。也就是说,你注册的事件完成处理器有可能同时在多个线程中调用。
当然你可以使用 boost::asio::io_service::strand让完成事件处理器的调用,在同一时间只有一个, 比如下面的的代码:
socket_.async_read_some(boost::asio::buffer(buffer_),
strand_.wrap( boost::bind(&connection::handle_read, shared_from_this(), boost::asio::placeholders::error, boost::asio::placeholders::bytes_transferred)));...
boost::asio::io_service::strand strand_;
此时async_read_som完成后掉用handle_read时,必须等待其它handle_read调用完成时才能被执行(async_read_som引起的handle_read调用)。
多线程调用时,还有一个重要的问题,那就是无序化。比如说,你短时间内投递多个async_write,那么完成处理器的调用并不是按照你投递async_write的顺序调用的。asio第一次调用完成事件处理器,有可能是第二次async_write返回的结果,也有可能是第3次的。使用strand也是这样的。strand只是保证同一时间只运行一个完成处理器,但它并不保证顺序。
代码测试:
服务器:
将下面的代码编译以后,使用cmd命令提示符下传人参数<IP> <port> <threads>调用
比如:test.exe 0.0.0.0 3005 10
客服端 使用windows自带的telnet
cmd命令提示符:
telnet 127.0.0.1 3005
原理:客户端连接成功后,同一时间调用100次boost::asio::async_write给客户端发送数据,并且在完成事件处理器中打印调用序号,和线程ID。
核心代码:
void start()
{ for (int i = 0; i != 100; ++i) { boost::shared_ptr<string> pStr(new string); *pStr = boost::lexical_cast<string>(boost::this_thread::get_id()); *pStr += "\r\n"; boost::asio::async_write(m_nSocket,boost::asio::buffer(*pStr), boost::bind(&CMyTcpConnection::HandleWrite,shared_from_this(), boost::asio::placeholders::error, boost::asio::placeholders::bytes_transferred, pStr,i) ); } }//去掉 boost::mutex::scoped_lock lk(m_ioMutex); 效果更明显。
void HandleWrite(const boost::system::error_code& error
,std::size_t bytes_transferred ,boost::shared_ptr<string> pStr,int nIndex) { if (!error) { boost::mutex::scoped_lock lk(m_ioMutex); cout << "发送序号=" << nIndex << ",线程id=" << boost::this_thread::get_id() << endl; } else { cout << "连接断开" << endl; } }
完整代码:
#include <boost/bind.hpp>
#include <boost/shared_ptr.hpp>#include <boost/enable_shared_from_this.hpp>#include <boost/asio.hpp>#include <boost/lexical_cast.hpp>#include <boost/thread.hpp>#include <boost/thread/mutex.hpp>#include <string>#include <iostream>using std::cout;using std::endl;using std::string;using boost::asio::ip::tcp;class CMyTcpConnection : public boost::enable_shared_from_this<CMyTcpConnection>{ public: CMyTcpConnection(boost::asio::io_service &ser) :m_nSocket(ser) { } typedef boost::shared_ptr<CMyTcpConnection> CPMyTcpCon; static CPMyTcpCon CreateNew(boost::asio::io_service& io_service) { return CPMyTcpCon(new CMyTcpConnection(io_service)); } public: void start() { for (int i = 0; i != 100; ++i) { boost::shared_ptr<string> pStr(new string); *pStr = boost::lexical_cast<string>(boost::this_thread::get_id()); *pStr += "\r\n"; boost::asio::async_write(m_nSocket,boost::asio::buffer(*pStr), boost::bind(&CMyTcpConnection::HandleWrite,shared_from_this(), boost::asio::placeholders::error, boost::asio::placeholders::bytes_transferred, pStr,i) ); } } tcp::socket& socket() { return m_nSocket; }private: void HandleWrite(const boost::system::error_code& error ,std::size_t bytes_transferred ,boost::shared_ptr<string> pStr,int nIndex) { if (!error) { boost::mutex::scoped_lock lk(m_ioMutex); cout << "发送序号=" << nIndex << ",线程id=" << boost::this_thread::get_id() << endl; } else { cout << "连接断开" << endl; } }private: tcp::socket m_nSocket; boost::mutex m_ioMutex;};class CMyService : private boost::noncopyable{ public: CMyService(string const &strIP,string const &strPort,int nThreads) :m_tcpAcceptor(m_ioService) ,m_nThreads(nThreads) { tcp::resolver resolver(m_ioService); tcp::resolver::query query(strIP,strPort); tcp::resolver::iterator endpoint_iterator = resolver.resolve(query); boost::asio::ip::tcp::endpoint endpoint = *resolver.resolve(query); m_tcpAcceptor.open(endpoint.protocol()); m_tcpAcceptor.set_option(boost::asio::ip::tcp::acceptor::reuse_address(true)); m_tcpAcceptor.bind(endpoint); m_tcpAcceptor.listen(); StartAccept(); } ~CMyService(){Stop();}public: void Stop() { m_ioService.stop(); for (std::vector<boost::shared_ptr<boost::thread>>::const_iterator it = m_listThread.cbegin(); it != m_listThread.cend(); ++ it) { (*it)->join(); } } void Start() { for (int i = 0; i != m_nThreads; ++i) { boost::shared_ptr<boost::thread> pTh(new boost::thread( boost::bind(&boost::asio::io_service::run,&m_ioService))); m_listThread.push_back(pTh); } }private: void HandleAccept(const boost::system::error_code& error ,boost::shared_ptr<CMyTcpConnection> newConnect) { if (!error) { newConnect->start(); } StartAccept(); } void StartAccept() { CMyTcpConnection::CPMyTcpCon newConnect = CMyTcpConnection::CreateNew(m_tcpAcceptor.get_io_service()); m_tcpAcceptor.async_accept(newConnect->socket(), boost::bind(&CMyService::HandleAccept, this, boost::asio::placeholders::error,newConnect)); }private: boost::asio::io_service m_ioService; boost::asio::ip::tcp::acceptor m_tcpAcceptor; std::vector<boost::shared_ptr<boost::thread>> m_listThread; std::size_t m_nThreads;};int main(int argc, char* argv[]){ try { if (argc != 4) { std::cerr << "<IP> <port> <threads>\n"; return 1; } int nThreads = boost::lexical_cast<int>(argv[3]); CMyService mySer(argv[1],argv[2],nThreads); mySer.Start(); getchar(); mySer.Stop(); } catch (std::exception& e) { std::cerr << "Exception: " << e.what() << "\n"; } return 0;}
测试发现和上面的理论是一致的,发送序号是乱的,线程ID也不是同一个。
asio多线程中线程的合理个数:
作为服务器,在不考虑省电的情况下,应该尽可能的使用cpu。也就是说,为了让cpu都忙起来,你的线程个数应该大于等于你电脑的cpu核心数(一个核心运行一个线程)。具体的值没有最优方案,大多数人使用cpu核心数*2 + 2的这种方案,但它不一定适合你的情况。
asio在windows xp等系统中的实现:
asio在windows下使用完成端口,如果你投递的请求没有完成,那么这些线程都在等待GetQueuedCompletionStatus的返回,也就是等待内核对象,此时线程是不占用cpu时间的。