Boost系列之asio库简易使用及遇到的问题(UDP)和思考

Boost系列之asio库简易使用及遇到的问题(UDP)

1、个人学习asio的一些步骤和看法

首先我都是直接文档怼上:Boost.Asio - 1.68.0

在看文档需要了解一下大概;

Overview - 1.68.0 (boost.org)Using Boost.Asio - 1.68.0理论部分居多,简单阅读可以了解asio的内部细节;

Tutorial - 1.68.0 (boost.org)Examples - 1.68.0 (boost.org)这两个章节主要讲解如何使用asio库;

Reference - 1.68.0 (boost.org)这个章节对我来说在开发应用打开最多的章节,里面包含了asio库API的方方面面,值得粗读和细读;

剩余章节没有细究;

2、我用到了哪些asio特性

  • io_context
  • buffer(异步读写)
  • ip::udp ip::endpoint socket属性操作
  • 以及部分timers内容

3、下面是使用asio作为udp-server的sample 片段代码

c++ 复制代码
void gvstream::CaptureMultiPartFrame() {
	m_receiver_socket.async_receive_from(
		boost::asio::buffer(m_message.data(), m_message.size()),
		m_tramitter_endpoint,
        // 由HandleMultipartMessage函数处理接收到的信息
		boost::bind(&aingvstream::HandleMultipartMessage, this,
			boost::asio::placeholders::error,
			boost::asio::placeholders::bytes_transferred)
	);
}

void gvstream::HandleMultipartMessage(const boost::system::error_code& err, size_t bytesTransferred) {
	char* multiPartPacket = new char[m_packet_size];
	memcpy(multiPartPacket, m_message.data(), bytesTransferred);
    // 详细解析收到的信息包
	uint64_t blockId = ProcessPacket(multiPartPacket, bytesTransferred);
    // 检测一个帧数据被拆分成多个packet后,server接收到packet组成帧的完整性
	CheckFrameCompletion(blockId);
    // 再次异步接收
	CaptureMultiPartFrame();
}

上面的片段是Asio-UDP-Server最精彩的桥段,使用异步接收的方式处理收到的消息,再通过回调函数再次异步接收。

4、问题和思考

问题:在代码片段注释里已经明确的说明了代码的意图。这时我们可以想到所有的异步接收实际上是同步处理(在HandleMultipartMessage 里调用CaptureMultiPartFrame ),那么对于UDP这种没有不稳定,不保证数据重传、正确性的协议,丢包时有发生;而且在上面的片段代码中,当client大量数据传输到server端时,丢包率极高。这是因为ProcessPacket 占据了大量的CPU时间,导致在新包到来时还没有调用CaptureMultiPartFrame从而导致丢包。

思考:这里的简单应用问题很多,往往需要自定义实现重传或直接TCP协议。再不然就是使用线程池+异步接收的方式实现降低丢包率甚至不丢包。这里都非常的繁琐,这是在windows层面我们可以使用系统自带的IOCP实现UDP-Server基本可以完美的解决问题,它内部使用线程池+消息队列的方式防止大量数据到来来不及处理的问题。

要想了解IOCP-UDP可以参考我的文章:https://blog.csdn.net/youzai2017/article/details/138321593

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