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c++ - 异步 IO 的整洁代码

coder 2023-05-30 原文

虽然异步 IO(带有 select/poll/epoll/kqueue 等的非阻塞描述符)不是网络上记录最多的东西，但有一些很好的例子。

但是，所有这些示例在确定了调用返回的句柄后，都只有一个 'do_some_io(fd)' stub 。他们并没有真正解释如何以这种方法最好地处理实际的异步 IO。

Blocking IO 非常简洁易读。另一方面，非阻塞的异步 IO 麻烦且杂乱。

有哪些方法？什么是健壮和可读的？

void do_some_io(int fd) {
  switch(state) {
    case STEP1:
       ... async calls
       if(io_would_block)
          return;
       state = STEP2;
    case STEP2:
       ... more async calls
       if(io_would_block)
          return;
       state = STEP3;
    case STEP3:
       ...
  }
}

或者也许(ab)使用 GCC 的计算 goto:

#define concatentate(x,y) x##y
#define async_read_xx(var,bytes,line)       \
   concatentate(jmp,line):                  \
   if(!do_async_read(bytes,&var)) {         \
       schedule(EPOLLIN);                   \
       jmp_read = &&concatentate(jmp,line); \
       return;                              \
}

// macros for making async code read like sync code
#define async_read(var,bytes) \
    async_read_xx(var,bytes,__LINE__)

#define async_resume()            \
     if(jmp_read) {               \
         void* target = jmp_read; \
         jmp_read = NULL;         \
         goto *target;            \
     }

void do_some_io() {
   async_resume();
   async_read(something,sizeof(something));
   async_read(something_else,sizeof(something_else));
}

或者可能是 C++ 异常和状态机，因此工作函数可以触发中止/恢复位，或者可能是表驱动的状态机？

我追求的不是如何让它工作，而是如何让它变得可维护!

最佳答案

我建议看看:http://www.kegel.com/c10k.html ，然后看看已经完成这项工作的现有库，如 libevent、Boost.Asio，看看它们是如何工作的。

关键是每种系统调用的方法可能不同:

  • select 是简单的 react 器
  • epoll 有边缘或水平触发的界面，需要不同的方法
  • iocp 是前摄器，需要其他方法

建议:使用良好的现有库，如 C++ 的 Boost.Asio 或 C 的 libevent。

编辑:这就是 ASIO 的处理方式

class connection {
   boost::asio:ip::tcp::socket socket_;
public:
   void run()
   {
         // for variable length chunks
         async_read_until(socket_,resizable_buffer,'\n',
               boost::bind(&run::on_line_recieved,this,errorplacehplder);
         // or constant length chunks
         async_read(socket_,buffer(some_buf,buf_size),
               boost::bind(&run::on_line_recieved,this,errorplacehplder);
   }
   void on_line_recieved(error e)
   {
        // handle it
        run();
   }

};

因为 ASIO 充当前摄者，所以它会在操作完成时通知您，并且 在内部处理 EWOULDBLOCK。

如果你用 react 器的话，你可以模拟这种行为:

 class conn {
    // Application logic

    void run() {
       read_chunk(&conn::on_chunk_read,size);
    }
    void on_chunk_read() {
         /* do something;*/
    }

    // Proactor wrappers

    void read_chunk(void (conn::*callback),int size, int start_point=0) {
       read(socket,buffer+start,size)
       if( complete )
          (this->*callback()
       else {
          this -> tmp_size-=size-read;
          this -> tmp_start=start+read;
          this -> tmp_callback=callback
          your_event_library_register_op_on_readable(callback,socket,this);
       }
    }
    void callback()
    {
       read_chunk(tmp_callback,tmp_size,tmp_start);
    }
 }

类似的东西。

关于c++ - 异步 IO 的整洁代码，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/883156/

amp43readasynccodec++casynchronousio

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