在 boost asio 异步服务器中执行计算任务答案

【问题标题】：Execute computational taks in boost asio asynchronous server在 boost asio 异步服务器中执行计算任务
【发布时间】：2013-10-04 23:03:19
【问题描述】：

我有一个简单的异步服务器，灵感来自boost asio documentation（单线程服务器）中的 HTTP 服务器示例，它处理客户端发送的请求。

每当新客户端连接并调用其start() 方法（如HTTP 服务器示例中所示）时，我的server 类都会创建一个新的connection 对象。 connection 实例读取客户端的请求，然后使用异步操作（即boost::asio::async_read 和boost::asio::async_write）发送回复

这是connection 类的简化版本：

void connection::start() {
    // Read request from a client
    boost::asio::mutable_buffers_1 read_buffer = boost::asio::buffer(
            buffer_data_, REQUET_SIZE);
    boost::asio::async_read(socket_, read_buffer,
            boost::bind(&connection::handle_read_request, shared_from_this(),
                    read_buffer, boost::asio::placeholders::error,
                    boost::asio::placeholders::bytes_transferred));
}

// Error handling omitted for the sake of brievty
void connection::handle_read_request(boost::asio::mutable_buffers_1& buffer,
    const boost::system::error_code& e, std::size_t bytes_transferred) {
      request req = parse_request(buffer);
      if(req.type_ = REQUEST_TYPE_1) {
          reply rep(...........);
          rep.prepare_buffer(buffer_data_.c_array());
          // Send the request using async_write
          boost::asio::async_write(socket_,
               boost::asio::buffer(buffer_data_, rep.required_buffer_size()),
               boost::bind(&connection::stop, shared_from_this()));
      } else if(req.type_ = REQUEST_TYPE_2 {
          // Need to do heavy computational task
      }
}

所有这些都非常有效，但是，在某些情况下，我需要执行繁重的计算任务 (REQUEST_TYPE_2)。我无法在handle_read_request 中执行这些任务，因为它们会阻塞单线程服务器并阻止其他客户端开始提供服务。

理想情况下，我想将繁重的计算任务提交到线程池，并在任务完成后运行我的连接类的方法（例如connection::handle_done_task(std::string computation_result)）。这个handle_done_task(std::string computation_result) 会将计算结果发送给客户端（使用boost::asio::async_write）。

我该怎么做？是否有一些我应该注意的问题（从多个线程在同一个套接字上调用 boost::asio::async_write 是否安全）？

【问题讨论】：

标签： c++ multithreading boost-asio

【解决方案1】：

正如文档明确指出的那样，asio 对象（strand/io_service 除外）不是线程安全的，因此您不应在没有同步的情况下从多个线程调用 async_write。相反，使用 post-to-io_service 习惯用法。像这样：

// pseudocode, untested!
if (req.type_ = REQUEST_TYPE_2) 
{
  auto self = shared_from_this(); // lets capture shared_ptr<connection> to ensure its lifespan
  auto handler = [=](computation_result_type res)
  {
    // post the function that accesses asio i/o objects to `io_service` thread
    self->io_->post([] { handle_done_task(res); });
  }

  thread worker([=](const std::function<(computation_result_type res)> &handler) 
  {     
    // do the heavy work...
    // then invoke the handler
    handler(result);
  });
  worker.detach();
}

【讨论】：