注意!!!这个问题是针对 boost::asio 库
方面的专家的。不幸的是,我无法将代码做得更紧凑,它包含描述问题的最小量。该代码是示例,人工创建的。已知崩溃的地方并在评论中进行了描述,它旨在说明崩溃! 不需要
任何调试代码的帮助...
问题是如何设计 asio 服务器,而不是 - 它在哪里崩溃!!!
这个例子接近官方 boost::asio 文档中的“聊天服务器”设计。但是,与官方示例不同,在官方示例中,仅动态创建/销毁连接类的对象,在我的示例中,服务器及其连接类实体都是动态创建/销毁的......我确信这种模式的实现应该在asio爱好者中是众所周知的,下面描述的问题应该已经有人解决了......
请查看代码。 在这里,CAsioServer 和 CAsioConnection 的实体是动态创建和销毁的。
#include <map>
#include <array>
#include <set>
#include <vector>
#include <deque>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <asio.hpp>
#include <iomanip>
class CAsioConnection
: public std::enable_shared_from_this<CAsioConnection>
{
public:
using PtrType = std::shared_ptr<CAsioConnection>;
CAsioConnection(asio::ip::tcp::socket socket, std::set<CAsioConnection::PtrType>& connections)
: socket_(std::move(socket)), connections_(connections)
{
std::cout << "-- CAsioConnection is creating, socket: " << socket_.native_handle() << "\n";
}
virtual ~CAsioConnection()
{
std::cout << "-- CAsioConnection is destroying , socket: " << socket_.native_handle() << "\n";
}
void read() { do_read(); }
private:
void do_read(void)
{
uint8_t buff[3];
asio::async_read(socket_, asio::buffer(buff,3),
[this](std::error_code ec, std::size_t /*length*/) {
if (!ec)
{
do_read();
}
else
{
std::cout << "-- CAsioConnection::do_read() error : " << ec.message() << "\n";
// Here is the crash N2
connections_.erase(shared_from_this());
// Crash may be fixed by the code below
//if (ec.value() != 1236) // (winerror.h) #define ERROR_CONNECTION_ABORTED 1236L
// connections_.erase(shared_from_this());
}
});
}
asio::ip::tcp::socket socket_;
std::set<CAsioConnection::PtrType>& connections_;
};
class CAsioServer
: public std::enable_shared_from_this<CAsioServer>
{
public:
using PtrType = std::shared_ptr<CAsioServer>;
CAsioServer(int port, asio::io_context& io, const asio::ip::tcp::endpoint& endpoint)
: port_(port), acceptor_(io, endpoint)
{
std::cout << "-- CAsioServer is creating, port: " << port_ << "\n";
}
virtual ~CAsioServer()
{
std::cout << "-- CAsioServer is destroying , port: " << port_ << "\n";
}
int port(void) { return port_; }
void accept(void) { do_accept(); }
private:
void do_accept()
{
acceptor_.async_accept([this](std::error_code ec, asio::ip::tcp::socket socket) {
if (!ec)
{
std::cout << "-- CAsioServer::do_accept() connection to socket: " << socket.native_handle() << "\n";
auto c = std::make_shared<CAsioConnection>(std::move(socket), connections_);
connections_.insert(c);
c->read();
}
else
{
// Here is the crash N1
std::cout << "-- CAsioServer::do_accept() error : " << ec.message() << "\n";
// Crash may be fixed by the code below
//if (ec.value() == 995) // (winerror.h) #define ERROR_OPERATION_ABORTED 995L
// return;
}
// Actually here is the crash N1 )), but the fix is above...
do_accept();
});
}
int port_;
asio::ip::tcp::acceptor acceptor_;
std::set<CAsioConnection::PtrType> connections_;
};
//*****************************************************************************
class CTcpBase
{
public:
CTcpBase()
{
// heart beat timer to keep it alive
do_heart_beat();
t_ = std::thread([this] {
std::cout << "-- io context is RUNNING!!!\n";
io_.run();
std::cout << "-- io context has been STOPED!!!\n";
});
}
virtual ~CTcpBase()
{
io_.stop();
if (t_.joinable())
t_.join();
}
void add_server(int port)
{
io_.post([this, port]
{
for (auto s : servers_)
if (port == s->port())
return;
auto endpoint = asio::ip::tcp::endpoint(asio::ip::tcp::v4(), port);
auto s = std::make_shared<CAsioServer>(port, io_, endpoint);
s->accept();
servers_.insert(s);
});
}
void remove_server(int port)
{
io_.post([this, port]
{
for (auto s : servers_)
if (port == s->port())
{ servers_.erase(s); return; }
});
}
private:
void do_heart_beat(void)
{
std::cout << "-- beat\n";
auto timer = std::make_shared<asio::steady_timer>(io_, asio::chrono::milliseconds(3000));
timer->async_wait([timer, this](const asio::error_code& ec) {
do_heart_beat();
});
}
asio::io_context io_;
std::thread t_;
std::set<CAsioServer::PtrType> servers_;
};
//*****************************************************************************
int main(void)
{
CTcpBase tcp_base;
std::cout << "CONNECT the server to port 502\n";
tcp_base.add_server(502);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(20));
std::cout << "REMOVE the server from port 502\n";
tcp_base.remove_server(502);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));
return 0;
}
假设 CTcpBase::add_server()
和 CTcpBase::remove_server()
将由不同线程的外部客户端调用。 asio 上下文在它自己的线程中处理它。
让我们考虑两种情况:
- 启动应用程序并等待半分钟。
崩溃发生在
CAsioServer::do_accept()
中,请参阅下面的输出。 Debug Console Output - 开始申请。由任何外部客户端连接到端口 502,并等待不到 20 秒。
崩溃发生在
CAsioConnection::do_read()
中,请参阅下面的输出。 Debug Console Output
当其类的实体已被销毁时,asio 框架似乎会调用推迟的 asio::async_read()
和 acceptor_.async_accept()
处理程序。
我已经通过错误检查修复了处理程序,但该解决方案似乎并不可靠。谁知道可能还会出现什么其他错误和场景...有时,当客户端断开连接时,我需要清理 asio::async_read()
设置的 connection_
,我该怎么办确定服务器或连接对象仍然存在?...
有什么方法可以要求 boost::asio 框架阻止为已经被销毁的对象调用推迟的处理程序吗?或者如何通过错误代码识别(100%确定)
对象已被销毁?或者我在 asio 范围内还有其他解决方案或设计模式 - 如何在一个运行线程中处理动态创建/销毁的服务器及其连接,而无需互斥体和其他东西......
最佳答案
首先检查您的 io_service
严格单线程运行。这从代码中看不出来。如果不是,则共享状态(如 connections_
)需要同步访问。
In fact you can have a logical strand in the form of the accept loop, but to take advantage of this you should make all accesses to
connections_
happen there, see e.g.
- here where we have the session list hold the sessions directly, no shared-pointer necessary at all: How to pass a boost asio tcp socket to a thread for sending heartbeat to client or server
- or here where we do have shared pointers and we store weak pointers in the sessions list, that can be "garbage collected" from inside the accept loop: ASIO - How to stop simple coroutine based server?
更新
buff
是一个局部变量,这会导致未定义的行为,因为它在 async_read 操作的整个时间内都无效。一般来说,
shared_from_this
并没有什么意义。习语和还保留一个共享指针的容器,它已经决定了生命周期。您的问题似乎是有时
CAsioServer
被简单地破坏了,这意味着connections_
的所有元素被释放,当时他们的CAsioConnection
物体可能会被破坏。它还会破坏CAsioServer
.每当 Asio 对象被破坏时,任何挂起的异步操作都会失败,并显示
asio::error:operation_aborted
,这确实意味着你已经回应了。然而,当调用完成处理程序时,该对象已经变得无效。在 my comment我刚刚注意到缺少一个关键要素:你永远不会捕获/绑定(bind)共享指针到
CAsioConnection
在任何完成处理程序中。这非常不习惯。
相反,您使用共享指针来控制生命周期。如果您还需要一个连接列表,则将其设为弱指针列表,以便它仅观察生命周期。
变化点:
无需让服务器启用_shared_from_this
connections_
应该保存弱指针甚至非拥有指针。弱指针在这里显然要安全得多。事实上,您可以选择删除该容器,因为似乎没有任何东西在使用它。在下面的示例中,我选择保留它,以便您可以看到它的实际效果。捕获
shared_from_this
在完成处理程序中,以确保对象在触发时仍然有效:asio::async_read(socket_, asio::buffer(buff,3), [this, self=shared_from_this()](error_code ec, std::size_t /*length*/) {
简化
注意我选择了std::list
因为它消除了对相等/排序的需要(参见 std::owner_less<>
),由于在 CAsioConnection
内存储对容器的引用的方式,这变得很难看。类 - 使其循环依赖(在实例化 CAsioConnection
类之前,owner_less<>
类型尚未完成)。我只是选择退出(不需要的?)复杂性。
<强> Live On Coliru
#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>
#include <list>
#include <memory>
namespace asio = boost::asio;
using error_code = boost::system::error_code; // compat
class CAsioConnection : public std::enable_shared_from_this<CAsioConnection> {
public:
using PtrType = std::shared_ptr<CAsioConnection>;
CAsioConnection(asio::ip::tcp::socket socket) : socket_(std::move(socket)) {
log(__FUNCTION__);
}
~CAsioConnection() { log(__FUNCTION__); }
void read() { do_read(); }
private:
void log(std::string_view msg) const {
error_code ec;
std::clog << msg << ", socket: " << socket_.remote_endpoint(ec) << "\n";
}
uint8_t buff[256];
void do_read() {
asio::async_read(socket_, asio::buffer(buff),
[this, self = shared_from_this()](error_code ec, std::size_t length) {
if (!ec) {
log(__FUNCTION__ + (" length: " + std::to_string(length)));
do_read();
} else {
log(__FUNCTION__ + (" error: " + ec.message()));
}
});
}
asio::ip::tcp::socket socket_;
};
class CAsioServer {
public:
CAsioServer(asio::io_context& io, const asio::ip::tcp::endpoint& endpoint)
: acceptor_(io, endpoint) { log(__FUNCTION__); }
~CAsioServer() { log(__FUNCTION__); }
int port() const { return acceptor_.local_endpoint().port(); }
void accept() { do_accept(); }
private:
void do_accept() {
acceptor_.async_accept([this](error_code ec,
asio::ip::tcp::socket socket) {
if (!ec) {
auto c = std::make_shared<CAsioConnection>(std::move(socket));
connections_.push_back(c);
c->read();
} else {
log(__FUNCTION__ + (" error: " + ec.message()));
}
connections_.remove_if(std::mem_fn(&WeakPtr::expired));
if (acceptor_.is_open())
do_accept();
});
}
void log(std::string_view msg) const {
std::clog << msg << ", port: " << port() << "\n";
}
asio::ip::tcp::acceptor acceptor_;
using WeakPtr = std::weak_ptr<CAsioConnection>;
std::list<WeakPtr> connections_;
};
int main() {
boost::asio::io_context io;
CAsioServer server(io, { {}, 7878 });
server.accept();
io.run_for(std::chrono::seconds(10));
}
输出:
./a.out& sleep 1; nc -w 1 127.0.0.1 7878 < main.cpp
CAsioServer, port: 7878
CAsioConnection, socket: 127.0.0.1:50628
operator() length: 256, socket: 127.0.0.1:50628
operator() length: 256, socket: 127.0.0.1:50628
operator() length: 256, socket: 127.0.0.1:50628
operator() length: 256, socket: 127.0.0.1:50628
operator() length: 256, socket: 127.0.0.1:50628
operator() length: 256, socket: 127.0.0.1:50628
operator() length: 256, socket: 127.0.0.1:50628
operator() length: 256, socket: 127.0.0.1:50628
operator() length: 256, socket: 127.0.0.1:50628
operator() error: End of file, socket: 127.0.0.1:50628
~CAsioConnection, socket: 127.0.0.1:50628
~CAsioServer, port: 7878
关于c++ - 如何消除动态销毁 boost::asio 实体时的崩溃?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/63711285/