C++11 Multithreading

本文深入探讨Boost.Asio库的两种多线程模型:每个线程一个io_service和全局共享io_service。分析了这两种模型的特点,特别是在多核处理器上的效率优势,以及在事件处理器中避免阻塞的重要性。提供了AsioIOServicePool类的实现,用于线程池的创建和管理。

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https://thispointer.com/c-11-multithreading-part-1-three-different-ways-to-create-threads/

https://www.cnblogs.com/lidabo/p/3906055.html

http://senlinzhan.github.io/2017/09/17/boost-asio/

浅谈 Boost.Asio 的多线程模型

发表于 2017-09-17   |   分类于 网络编程   |   阅读次数 5312

  Boost.Asio 有两种支持多线程的方式,第一种方式比较简单:在多线程的场景下,每个线程都持有一个io_service,并且每个线程都调用各自的io_servicerun()方法。
  另一种支持多线程的方式:全局只分配一个io_service,并且让这个io_service在多个线程之间共享,每个线程都调用全局的io_servicerun()方法。

每个线程一个 I/O Service

  让我们先分析第一种方案:在多线程的场景下,每个线程都持有一个io_service (通常的做法是,让线程数和 CPU 核心数保持一致)。那么这种方案有什么特点呢?

  • 在多核的机器上,这种方案可以充分利用多个 CPU 核心。
  • 某个 socket 描述符并不会在多个线程之间共享,所以不需要引入同步机制。
  • 在 event handler 中不能执行阻塞的操作,否则将会阻塞掉io_service所在的线程。

  下面我们实现了一个AsioIOServicePool,封装了线程池的创建操作 [完整代码]

 

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class AsioIOServicePool

{

public:

using IOService = boost::asio::io_service;

using Work = boost::asio::io_service::work;

using WorkPtr = std::unique_ptr<Work>;

AsioIOServicePool(std::size_t size = std::thread::hardware_concurrency())

: ioServices_(size),

works_(size),

nextIOService_(0)

{

for (std::size_t i = 0; i < size; ++i)

{

works_[i] = std::unique_ptr<Work>(new Work(ioServices_[i]));

}

for (std::size_t i = 0; i < ioServices_.size(); ++i)

{

threads_.emplace_back([this, i] ()

{

ioServices_[i].run();

});

}

}

AsioIOServicePool(const AsioIOServicePool &) = delete;

AsioIOServicePool &operator=(const AsioIOServicePool &) = delete;

// 使用 round-robin 的方式返回一个 io_service

boost::asio::io_service &getIOService()

{

auto &service = ioServices_[nextIOService_++];

if (nextIOService_ == ioServices_.size())

{

nextIOService_ = 0;

}

return service;

}

void stop()

{

for (auto &work: works_)

{

work.reset();

}

for (auto &t: threads_)

{

t.join();

}

}

private:

std::vector<IOService> ioServices_;

std::vector<WorkPtr> works_;

std::vector<std::thread> threads_;

std::size_t nextIOService_;

};

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