boost::asio::io_context的事件循环

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本文详细介绍了Boost.Asio库中的io_context组件，它是异步I/O操作的核心。通过io_context，我们可以管理同步和异步IO事件。在默认情况下，当没有I/O事件时，io_context的事件循环会自动结束。为了保持事件循环运行，即使没有I/O事件，可以使用io_context::work。示例代码展示了如何利用工作对象保持事件循环，并在适当的时候停止io_context，确保所有异步操作的回调能够得到执行。

转自： https://www.jianshu.com/p/d6ae8adb5914

简介
boost::asio::io_context看字面意思是io的上下文, 可以理解为, boost的任何io都会涉及到一个io_context, 同步io会隐式地启动一个io_context, 而异步io需要我们指定一个, 然后在合适的时机调用io_context::run()函数, 之后会进入io事件循环, 如果io完成会调用回调函数, 保证实现有关的功能. 根据官方文档, 在已经启动io_context::run()的情况下, 如果此时没有了io操作, 那么io_context会自动取消事件循环, 那么此时如果再有异步io回调, 也不会发生作用了. 参考下面的代码:

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

std::string raw_ip_addr = "127.0.0.1";
unsigned short port_num = 6768;

int main() {
    boost::asio::io_context ioc;
    boost::asio::ip::tcp::endpoint ep(boost::asio::ip::address::from_string(raw_ip_addr), port_num);
    boost::asio::ip::tcp::socket sock(ioc, ep.protocol());
    boost::asio::ip::tcp::socket sock1(ioc, ep.protocol());

    sock.async_connect(ep, [](const boost::system::error_code & err) {
        if (err.value() != 0) {
            std::cout << err.message() << std::endl;
        }
    });
    ioc.run();

    // 这个函数也会失败, 但是此时不会调用回调函数了, 因为run的事件循环已经结束了
    sock1.async_connect(ep, [](const boost::system::error_code & err) {
        if (err.value() != 0) {
            std::cout << err.message() << std::endl;
        }
    });

    return 0;
}
/*
只会输出一个Connection refused消息, sock1的回调函数不会被调用
*/

但是有些情况下, 我们希望run()函数的事件循环在没有io事件的情况下, 也不会退出事件循环, 而是一直等待, 当有了新的异步io调用的时候, 还可以继续使用该循环.

放在上述的代码中, 意思就是sock1的异步连接的回调函数还可以使用

具体实现
需要借助boost::asio::io_context::work来实现, 这个类的核心作用就是防止io_context在没有io事件的情况退出。
直接使用:

boost::asio::io_context::work(boost::asio::io_context & io_context);

的方式进行构造, 当work对象被销毁时, 它的作用就自动停止了.下面给出代码说明.
代码示例:

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

std::string raw_ip_addr = "127.0.0.1";
unsigned short port_num = 6768;

int main() {
    boost::asio::io_context ioc;
    boost::asio::ip::tcp::endpoint
    ep(boost::asio::ip::address::from_string(raw_ip_addr), port_num);
    boost::asio::ip::tcp::socket sock(ioc, ep.protocol());
    boost::asio::ip::tcp::socket sock1(ioc, ep.protocol());
    boost::asio::ip::tcp::socket sock2(ioc, ep.protocol());

    boost::asio::io_context::work worker(ioc);
    std::thread t([&ioc](){ioc.run();});

    std::cout << "Main thread will for 1 seconds...\n";
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));  // 这里是防止回调启动过快
    std::cout << "Main thread weak up...\n";

    sock.async_connect(ep, [](const boost::system::error_code & err) {
        if (err.value() != 0) {
            std::cout << err.message() << std::endl;
        }
    });

    sock1.async_connect(ep, [](const boost::system::error_code & err) {
        if (err.value() != 0) {
            std::cout << err.message() << std::endl;
        }
    });

    sock2.async_connect(ep, [](const boost::system::error_code & err) {
        if (err.value() != 0) {
            std::cout << err.message() << std::endl;
        }
    });

    std::cout << "Main thread will for 1 seconds...\n";  // 这里是为了防止stop()执行过快
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    std::cout << "Main thread weak up...\n";
    ioc.stop();  // 先显式停止io_context, 否则无法终止
    t.join();
    return 0;
}

正常输出:

Main thread will for 1 seconds...
Main thread weak up...
Main thread will for 1 seconds...
Connection refused
Connection refused
Connection refused
Main thread weak up...

如果注释掉boost::asio::io_context::work worker(ioc);这一句, 那么会输出:

Main thread will for 1 seconds...
Main thread weak up...
Main thread will for 1 seconds...
Main thread weak up...

也就是说, 事件循环在没有IO事件的情况下, 就自动结束了.

总结
在不确定io异步事件回调发生的情况下, 如果想要io_context事件循环一直进行, 可以使用boost::asio::io_context::work worker(ioc);来执行, 需要开启一个新的线程, 专门执行IO事件即可, 具体参考上述代码.