BOOST.ASIO源码剖析(二) ---- 架构浅析

2018/04/11 14:36
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架构浅析

 

先来看一下asio的0层的组件图。

                

                                   (图1.0)

 

      io_object是I/O对象的集合,其中包含大家所熟悉的socket、deadline_timer等对象,主要功能是提供接口给用户使用。

      services服务是逻辑功能的实现者,其中包含提供定时功能的deadline_timer_service、提供socket相关功能的win_iocp_socket_service(windows平台)/reactive_socket_service(其他平台)、作为io_service功能的真正实现者win_iocp_io_service(windows平台)/task_io_service(其他平台)等等服务。

      "Asio核心组件"在这一层中可以理解为就是io_service,它通过关联的类service_registry将实现具体功能所需的服务组合起来,再由io_object提供接口给用户使用。
      这三大组件构成了asio的核心架构,asio的一切都是以此为根基衍生扩展出来的。

 

让我们将图1.0进一步细化:
                            
                                  (图1.1)

      “Asio核心组件”细化为4个类:io_service,service_registry,service,service_base。其中,service_registry负责管理所有服务,使用延迟创建技术,在真正使用服务对象的时候才创建服务对象,并以单链表的方式管理,但只能增不能删,直到service_registry析构时才会释放其管理的服务对象。service是io_service的类中类,是一个虚基类,所有由service_registry管理的服务都必须从service派生。service_base是service的直接派生类,是services继承体系的第二级,组合了service_id<Type>,目前asio中所有服务均继承与service_base。
      “I/O对象”细化为basic_io_object及其派生类。basic_io_object是所有I/O对象的基类,提供I/O对象与其对应服务的联系。



再将图1.1进一步细化(关注网络I/O方面的一些类,其他方面的类未画出):

                                                              (图1.2)

 

      io_service的真正逻辑实现封装在内部桥接的类io_service_impl中,io_service_impl是一个typedef(在windows平台下是win_iocp_io_service,其他平台下是task_io_service)。io_service_impl就是一个继承于service_base的服务,在io_service初始化也就是其关联类service_registry初始化时被创建,再由io_service持有其引用。


      从图中可以看到,继承于service_base的服务有:

            strand_service:提供串行化多线程调用的功能

            deadline_timer_service:提供定时器功能

            stream_socket_service:提供流式socket相关功能

            datagram_socket_service:提供报文式socket相关功能

            seq_packet_socket_service:提供seq_packet socket相关功能

            raw_socket_service:提供原始套接字相关功能

            socket_acceptor_service:提供端口监听和接受客户端连接相关功能

      这些服务都是幕后英雄,对于用户而言是感知不到的,用户使用的都是其对应的I/O对象。

      这些服务对应的I/O对象是:

            io_service::strand

            basic_deadline_timer

            basic_stream_socket

            basic_datagram_socket

            basic_seq_packet_socket

            basic_raw_socket

            basic_socket_acceptor

      除此之外,asio中还有串口通信、信号处理等功能,在此不再一一赘述。

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