Boost::io_service 해석
- 坏嘻嘻원래의
- 2018-09-14 09:32:172016검색
io_servie는 작업이 void(void) 함수인 작업 대기열을 구현합니다. Io_servie의 가장 일반적으로 사용되는 두 가지 인터페이스는 post와 run입니다. Post는 작업을 작업 대기열에 전달합니다. Run은 모든 작업이 실행될 때까지 대기열에 있는 작업을 실행하며, run은 N 스레드에 의해 호출될 수 있습니다. Io_service는 완전히 스레드로부터 안전한 대기열입니다.
boost::io_service 해석
asio는 Boost에서 제공하는 C++ 비동기 프로그래밍 모델 라이브러리입니다. 핵심 클래스 io_service는 다중 스레드 프로그래밍에서 작업 대기열 및 작업 배포를 제공합니다. , 주로 소켓 및 io 프로그래밍의 이벤트 드라이버(완료 포트, 선택, 폴, epoll 등)로 사용됩니다.
Queue 모델
각 io_service에는 공개 작업 대기열과 여러 개인 작업 대기열이 있으며, 공개 대기열은 각 스레드에서 공유되며 개인 대기열은 공유됩니다. 각 스레드마다 고유한 스레드가 있습니다.
io_service의 작업 실행 과정은 대략 다음과 같습니다.
실행 호출 메소드를 입력하고 메인 루프에 들어갑니다.
공개 대기열이 비어 있지 않은지 확인하고 작업 수만큼 실행합니다. 1보다 크면 다른 유휴 스레드가 동시에 활성화됩니다. - 작업 실행이 완료된 후 각 스레드의 비공개 팀에 있는 작업을 다음으로 이동합니다. 공개 작업 대기열
- 트리거 리액터 , Linux에서는 일반적으로 epoll이 사용되며 해당 이벤트의 작업은 개인 대기열에 배치됩니다. .
- 큐가 비어 있으면 유휴 스레드 큐에 현재 스레드를 추가하고 동시에 대기 상태로 들어가 다른 스레드가 깨어날 때까지 대기합니다( 작업_작업).
- 사용자가 post를 호출하면 작업이 공개 대기열 op_queue로 직접 전달됩니다.
- 스레드 풀 모델
일반적으로 사용되는 두 가지 스레드 풀 모델이 있습니다.
하나는 다중 스레드입니다. 작업 큐는 공유됩니다. 사용자는 작업 큐에 작업을 제출하고 다른 스레드는 큐에서 작업 실행을 얻기 위해 경쟁합니다. Boost::thread와 결합하면 여러 스레드에서 run 메서드를 호출하여 스레드 풀을 구현할 수 있습니다.
using namespace boost;
using namespace boost::asio;
io_service ios;
int thread_num = 10;
thread *t[thread_num] = {0};
// 创建线程池
for(int i = 0; i < thread_num; ++i)
{
t[i] = new thread(bind(&io_service::run, &ios));
}
// 向任务队列中投递任务，该任务将随机由一个调用run方法的线程执行
ios.post(func);
// 等待线程退出
for(int i = 0; i < thread_num; ++i)
{
t[i]->join();
}이 스레드 풀의 병목 현상은 하나의 작업 대기열과 여러 스레드에 있다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 스레드 작업 경쟁은 대규모 동시 프로그램에서 쉽게 성능 저하로 이어질 수 있습니다.
다른 하나는 사용자가 작업 대기열 중 하나에 작업을 무작위로 또는 순환적으로 전달하도록 선택할 수 있다는 것입니다. 작업 대기열의 작업은 스레드에 의해서만 할당될 수 있습니다. 소비가 위치한 곳입니다. 이러한 종류의 스레드 풀에는 부스트 예제에도 해당 구현(io_service_pool)이 있습니다. 기본 방법은 각각 스레드에 해당하는 여러 io_service 개체를 만드는 것입니다.
#🎜 🎜#
using namespace boost;
using namespace boost::asio;
int thread_num = 10;
io_service ios[thread_num];
thread *t[thread_num] = {0};
// 创建线程池
for(int i = 0; i < thread_num; ++i)
{
t[i] = new thread(bind(&io_service::run, &ios[i]));
}
// 轮训投递任务
for(int i = 0; i < thread_num; ++i)
{
ios[i].post(func);
}
// 等待线程退出
for(int i = 0; i < thread_num; ++i)
{
t[i]->join();
}#🎜 🎜#다음은 Linux 환경을 기준으로 한 클래스 다이어그램입니다. Windows에서는 일부 클래스의 정의가 다르기 때문입니다.
io_service는 기본 인터페이스를 정의하고 Linux에서의 구현은 task_io_service입니다. 
task_io_service는 주로 세 가지를 정의합니다.
리액터는 완료 포트, 선택, 폴, epoll 등과 같은 이벤트 드라이버입니다. on ;
사용자가 게시한 작업과 리액터에서 반환한 작업을 저장하는 데 사용되는 공개 작업 대기열 op_queue; 🎜🎜#스레드 관련 변수. io_service 자체는 스레드를 생성하지 않지만 스레드 개인 큐 등과 같은 일부 스레드 호출 정보를 저장합니다.
또한 task_io_service는 유휴 스레드 목록도 유지하고 추가 작업이 도착하면 유휴 스레드 중 하나를 깨웁니다. 일반적인 Linux 단일 작업 대기열 스레드 풀에서는 조건 변수를 사용하여 스레드를 깨웁니다. 멀티 코어 시스템에서 pthread_cond_signal 호출은 대기 상태에 있는 하나 이상의 스레드를 깨웁니다(https://linux 참조). .die.net/man/3/pthread_cond_signal) 작업이 하나뿐이지만 유휴 스레드 방식을 사용하면 작업이 있을 때 하나의 유휴 스레드만 깨어나므로 불필요한 깨우기를 많이 줄일 수 있습니다.
thread_info_base 클래스는 메모리 1개만으로 간단한 메모리 풀을 유지하므로 지속적으로 메모리 해제를 신청하는 경우에만 메모리 할당 오버헤드를 줄일 수 있습니다. io_service::work의 역할: io_service::run은 작업이 완료되면 즉시 반환됩니다. 이는 상주 서비스 프로그램을 작성할 때 원하는 것이 아닙니다. Boost에서 제공하는 솔루션은 다음과 같습니다. a 얼핏 보면 work 변수가 놀랍습니다. io_server와는 전혀 관련이 없을 것 같은 이 변수는 실제로 실행의 동작을 제어할 수 있습니다. 소스 코드를 열어보면 놀라울 정도로 작업 구현이 간단하다는 것을 알 수 있습니다. 생성자에서 io_service의 works_started() 메서드를 호출하여 대기 중인 작업(++outstanding_work_) 수가 0보다 큽니다. 이런 식으로 io_service::run은 항상 처리할 작업이 있다고 생각합니다. 그리고 돌아오지 않을 것이다.
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