Wie können ausgehende Warteschlangen pro Client das Async_write-Interleaving in Boost Asio lösen?

Asynchrone Schreibvorgänge und Client-Interaktionen in Boost Asio

Bei der asynchronen Programmierung mit Boost Asio kann die Verwaltung gleichzeitiger Client-Interaktionen eine Herausforderung darstellen. Insbesondere kann die Verschachtelung von async_write-Aufrufen auftreten, wenn mehrere Clients schnell Nachrichten senden.

Das Problem: Verschachtelung asynchroner Schreibvorgänge

Stellen Sie sich ein Szenario vor, in dem Client A Nachrichten an Client sendet B. Der Server verarbeitet diese Nachrichten asynchron, liest die angegebene Datenmenge und wartet auf weitere Daten von Client A. Sobald die Informationen verarbeitet sind, sendet der Server eine Antwort an Client B über async_write.

Wenn Client A jedoch Nachrichten mit hoher Geschwindigkeit sendet, können sich die async_write-Vorgänge für diese Nachrichten verschachteln, bevor der Abschlusshandler für die vorherige Nachricht aufgerufen wird.

Eine Lösung : Ausgangswarteschlangen pro Client

Um dieses Problem zu beheben, sollten Sie die Implementierung einer Ausgangswarteschlange für jeden Client in Betracht ziehen. Durch Überprüfen der Warteschlangengröße im async_write-Abschlusshandler kann der Server feststellen, ob zusätzliche Nachrichten zum Senden verfügbar sind. Wenn ja, wird ein weiterer async_write-Vorgang ausgelöst.

Codebeispiel

Der folgende Codeausschnitt veranschaulicht eine mögliche Implementierung mithilfe einer Postausgangswarteschlange:

class Connection {
public:
    ...
private:
    void writeImpl(const std::string& message) {
        _outbox.push_back(message);
        if (_outbox.size() > 1) {
            // Outstanding async_write
            return;
        }
        this->write();
    }

    void write() {
        ... // Asynchronous write operation
    }

    void writeHandler(const boost::system::error_code& error, const size_t bytesTransferred) {
        _outbox.pop_front();
        if (error) {
            // Handle error
            ...
        }
        if (!_outbox.empty()) {
            // More messages to send
            this->write();
        }
    }

private:
    typedef std::deque<std::string> Outbox;

private:
    boost::asio::io_service& _io_service;
    boost::asio::io_service::strand _strand;
    boost::asio::ip::tcp::socket _socket;
    Outbox _outbox;
};

Wichtige Punkte

• Die boost::asio::io_service::strand schützt den gleichzeitigen Zugriff auf die Postausgangswarteschlange pro Client.
• Die write()-Methode wird vom writeImpl()-Handler aufgerufen, da sie öffentlich ist.

Durch die Implementierung ausgehender Warteschlangen pro Client können Sie die Verschachtelung von async_write-Aufrufen wirksam verhindern und so sicherstellen, dass Nachrichten in der beabsichtigten Reihenfolge verarbeitet werden.

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