安全地取消 boost asio 截止时间计时器

Question

我正在尝试安全地取消boost::asio::basic_waitable_timer<std::chrono::steady_clock>。

根据answer，这段代码应该可以完成这项工作：

timer.get_io_service().post([&]{timer.cancel();})

恐怕它不适合我。
我是不是做错了什么？
这是我的代码：

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

boost::asio::io_service io_service;
boost::asio::basic_waitable_timer<std::chrono::steady_clock> timer(io_service);
std::atomic<bool> started;

void handle_timeout(const boost::system::error_code& ec)
{
    if (!ec) {
        started = true;
        std::cerr << "tid: " << std::this_thread::get_id() << ", handle_timeout\n";
        timer.expires_from_now(std::chrono::milliseconds(10));
        timer.async_wait(&handle_timeout);
    } else if (ec == boost::asio::error::operation_aborted) {
        std::cerr << "tid: " << std::this_thread::get_id() << ", handle_timeout aborted\n";
    } else {
        std::cerr << "tid: " << std::this_thread::get_id() << ", handle_timeout another error\n";
    }
}

int main() {

    std::cout << "tid: " << std::this_thread::get_id() << ", Hello, World!" << std::endl;
    std::random_device rd;
    std::mt19937 gen(rd());
    std::uniform_int_distribution<> dis(1, 100);

    for (auto i = 0; i < 1000; i++) {

        started = false;
        std::thread t([&](){

            timer.expires_from_now(std::chrono::milliseconds(0));
            timer.async_wait(&handle_timeout);

            io_service.run();
        });

        while (!started) {};
        auto sleep = dis(gen);
        std::cout << "tid: " << std::this_thread::get_id() << ", i: " << i << ", sleeps for " << sleep << " [ms]" << std::endl;
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(sleep));
        timer.get_io_service().post([](){
            std::cerr << "tid: " << std::this_thread::get_id() << ", cancelling in post\n";
            timer.cancel();
        });
//      timer.cancel();
        std::cout << "tid: " << std::this_thread::get_id() << ", i: " << i << ", waiting for thread to join()" << std::endl;
        t.join();
        io_service.reset();
    }

    return 0;
}

这是输出：

...
时间：140737335076608，handle_timeout
时间：140737335076608，handle_timeout
tid: 140737353967488, i: 2, 等待线程加入()
tid: 140737335076608, 后期取消
tid：140737335076608，handle_timeout 中止
tid: 140737353967488, i: 3, 休眠 21 [ms]
时间：140737335076608，handle_timeout
tid: 140737353967488, i: 3, 等待线程加入()
时间：140737335076608，handle_timeout
tid: 140737335076608, 后期取消
时间：140737335076608，handle_timeout
时间：140737335076608，handle_timeout
时间：140737335076608，handle_timeout
时间：140737335076608，handle_timeout
时间：140737335076608，handle_timeout
...
永远继续……

如您所见，timer.cancel() 正在从相应的线程调用：

tid: 140737335076608，在帖子中取消

但是没有

tid: 140737335076608，handle_timeout 中止

之后。

Main 永远等待。

Answer 1

取消是安全的。

它只是不健壮。您没有考虑计时器未挂起的情况。然后，您取消它一次，但一旦调用完成处理程序，它就会开始一个新的异步等待。

以下是我如何追踪问题的详细步骤。

总结 TL;DR

取消时间只会取消运行中的异步操作。

如果要关闭异步调用链，则必须为此使用额外的逻辑。下面给出一个例子。

处理程序跟踪

启用

#define BOOST_ASIO_ENABLE_HANDLER_TRACKING 1

这会产生可以用boost/libs/asio/tools/handlerviz.pl 可视化的输出：

成功的跟踪

如您所见，当取消发生时，async_wait 正在运行中。

“坏”的痕迹

（被截断，因为它会无限运行）

注意完成处理程序如何看到cc=system:0，而不是cc=system:125（对于operation_aborted）。这是发布的取消实际上并未“接受”这一事实的症状。唯一合乎逻辑的解释（图中不可见）是在调用取消之前计时器已经到期。

让我们比较原始痕迹¹

¹ 消除噪音差异

检测它

所以，我们有领先优势。我们能检测到吗？

    timer.get_io_service().post([](){
        std::cerr << "tid: " << std::this_thread::get_id() << ", cancelling in post\n";
        if (timer.expires_from_now() >= std::chrono::steady_clock::duration(0)) {
            timer.cancel();
        } else {
            std::cout << "PANIC\n";
            timer.cancel();
        }
    });

打印：

tid: 140113177143232, i: 0, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 1, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 2, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 3, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 4, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 5, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 6, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 7, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 8, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 9, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 10, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 11, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 12, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 13, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 14, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 15, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 16, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 17, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 18, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 19, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 20, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 21, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 22, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 23, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 24, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 25, waiting for thread to join()
tid: 140113177143232, i: 26, waiting for thread to join()
PANIC

我们能否以另一种更清晰的方式传达“超级取消”？当然，我们只有 timer 对象可以使用：

信号关闭

timer 对象没有很多可使用的属性。没有close() 或类似的东西，比如在套接字上，可用于将计时器置于某种无效状态。

但是，有到期时间点，我们可以使用一个特殊的域 为我们的应用程序发出“无效”信号的值：

timer.get_io_service().post([](){
    std::cerr << "tid: " << std::this_thread::get_id() << ", cancelling in post\n";
    // also cancels:
    timer.expires_at(Timer::clock_type::time_point::min());
});

这个“特殊值”在完成处理程序中很容易处理：

void handle_timeout(const boost::system::error_code& ec)
{
    if (!ec) {
        started = true;
        if (timer.expires_at() != Timer::time_point::min()) {
            timer.expires_from_now(std::chrono::milliseconds(10));
            timer.async_wait(&handle_timeout);
        } else {
            std::cerr << "handle_timeout: detected shutdown\n";
        }
    } 
    else if (ec != boost::asio::error::operation_aborted) {
        std::cerr << "tid: " << std::this_thread::get_id() << ", handle_timeout error " << ec.message() << "\n";
    }
}