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我正在尝试理解 Boost.Asio，目的是潜在地使用条件变量和 Boost.Asio 来实现一个信号系统。

我已经看到其他 StackOverflow 问题boost asio asynchronously waiting on a condition variable，boost::asio async condition和boost condition variable issue，但是这些问题/答案都没有令人满意地触及我的一个基本问题：是真的吗那，和/或是否有根本原因，Boost.Asio 不适用于条件变量或与条件变量自然契合？

我的想法是条件变量是使用操作系统级同步对象在内部实现的（例如，Windows 上的 boost::thread::condition_variable 使用 Windows 操作系统信号量）。因为，据我目前的理解，boost::asio::io_service 旨在封装操作系统级别的同步对象，因此条件变量似乎很自然。

确实，与文件操作和套接字操作不同，在操作系统级别通常不会有与信号条件相关联的回调函数（我认为 - 我不确定这一点）。然而，在 Boost.Asio 中实现这样一个回调处理程序似乎很简单，只需要求用户提供一个回调函数，该回调函数将在条件变量发出信号时调用 - 就像用户必须为其他人提供完成处理程序例程一样boost::asio::io_service 服务。

例如（这只是一个快速的想法，而不是一个完整的原型 - 它不包含足够的参数来处理 notify_one() 与 notify_all()，不指示服务如何知道何时退出，并且可能有其他明显的遗漏或缺陷）：

void condition_handler_function() {}
boost::asio::io_service service;
boost::mutex mut;
boost::condition_variable cond;

// The following class is **made up by me** - would such a class be a good idea?
boost::asio::io_service::condition_service
             condserv(service, cond, mut, condition_handler_function); 

condserv.async_wait_on_signal();

service.run(); // when condition variable is signaled by notify_one(),
               // 'handler_function()' would be called


// ... in some other thread, later:
cond.notify_one(); // This would trigger 'handler_function()'
                   // in this theoretical code

也许，如果我尝试填写代码片段上面提到的缺失细节，我会很清楚这无法以干净的方式工作。然而，这种努力并非微不足道。

因此，我想在这里发布问题。Boost.Asio 不支持条件变量是否有充分的理由？

附录

我已将帖子的标题更改为引用“基于事件的接口”，因为下面 Tanner 的回答已向我澄清，它实际上是我要询问的基于事件的接口（不是真正的条件变量）。

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2 回答 2

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Boost.Asio 是一个用于网络和低级 I/O 编程的 C++ 库。因此，操作系统级别的同步对象，例如条件变量，不在库的范围内，更适合 Boost.Thread。Boost.Asio 作者经常将 Boost.Asioboost::asio::io_service描述为应用程序和操作系统之间的桥梁或链接。虽然这可能过于简单，但它是在操作系统的 I/O 服务的上下文中。

由于操作启动和完成之间的时间和空间分离，异步编程已经具有先天的复杂性。 Strands提供了一个相当干净的解决方案来提供处理程序的严格顺序调用，而不需要显式锁定。由于锁定既是隐式的又是线程安全的，应用程序代码可以使用链而不用担心死锁。另一方面，boost::asio::io_service::condition_service对外部提供的对象执行隐式同步可能会将复杂的库变成复杂的库。应用程序开发人员可能不清楚处理程序在哪个互斥锁上同步，以及互斥锁的状态。此外，由于隐式锁定，它引入了应用程序更容易死锁事件处理循环的能力。

如果需要进行基于事件的处理程序调用，那么一种相当简单的替代方法是使用 Boost.Asio 的超时服务器示例使用的相同方法：boost::asio::deadline_timer. 可以将Adeadline_timer的到期时间设置为posix_time::pos_infin，从而导致async_wait仅在取消计时器后才调用 ' 处理程序：

  • cancel()可以作为notify_all()，其中所有未完成的处理程序都排队等待调用。
  • cancel_one()可以作为notify_one()，其中最多一个未完成的处理程序排队等待调用。

一个简单的例子，忽略错误代码处理，如下：

#include <iostream>

#include <boost/asio.hpp>
#include <boost/thread.hpp>

class event
{
public:
  explicit
  event(boost::asio::io_service& io_service) 
    : timer_(io_service)
  {
    // Setting expiration to infinity will cause handlers to
    // wait on the timer until cancelled.
    timer_.expires_at(boost::posix_time::pos_infin);
  }

  template <typename WaitHandler>
  void async_wait(WaitHandler handler)
  {
    // bind is used to adapt the user provided handler to the deadline 
    // timer's wait handler type requirement.
    timer_.async_wait(boost::bind(handler));
  }

  void notify_one() { timer_.cancel_one(); }
  void notify_all() { timer_.cancel();     }

private:
  boost::asio::deadline_timer timer_;
};

void on_event() { std::cout << "on_event" << std::endl; }

int main()
{
  boost::asio::io_service io_service;
  event event(io_service);

  // Add work to service.
  event.async_wait(&on_event);

  // Run io_service.
  boost::thread thread(boost::bind(&boost::asio::io_service::run,
                       &io_service));

  // Trigger event, causing the on_event handler to run.
  event.notify_one();

  thread.join();  
}
于 2013-06-10T16:53:46.990 回答
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条件变量是一个同步概念：它们阻塞一个线程，直到另一个线程发生某些事情。Boost.Asio 是一个异步框架：它以非阻塞方式提供事件的多路复用。这两个似乎不太兼容。如果您想要异步事件通知，请查看 Linux 上的 eventfd，它应该可以与 Boost.Asio 一起使用。

于 2013-06-09T02:20:54.363 回答