一、可擴展性和多線程

基于 Boost.Asio 之類的庫開發程序與通常的 C++ 風格不同。可能需要更長時間才能返回的函數不再按順序調用。 Boost.Asio 不調用阻塞函數，而是啟動異步操作。操作完成后應該調用的函數現在在相應的處理程序中調用。這種方法的缺點是順序執行函數的物理分離，這會使代碼更難理解。

諸如 Boost.Asio 之類的庫通常用于實現更高的效率。無需等待操作完成，程序可以在其間執行其他任務。因此，可以啟動多個同時執行的異步操作——請記住，異步操作通常用于訪問進程之外的資源。由于這些資源可以是不同的設備，它們可以獨立工作并同時執行操作。

可擴展性描述了程序有效地從額外資源中受益的能力。借助 Boost.Asio，可以從外部設備同時執行操作的能力中受益。如果使用線程，則可以在可用的 CPU 內核上同時執行多個功能。 Boost.Asio 的線程提高了可伸縮性，因為您的程序可以利用內部和外部設備，這些設備可以獨立執行操作或相互協作執行操作。

如果在 boost::asio::io_service 類型的對象上調用成員函數 run()，則在同一線程中調用關聯的處理程序。通過使用多個線程，程序可以多次調用 run()。一旦異步操作完成，I/O 服務對象將在這些線程之一中執行處理程序。如果第二個操作在第一個操作之后不久完成，則 I/O 服務對象可以在不同的線程中執行處理程序。現在，不僅進程外的操作可以并發執行，進程內的處理程序也可以并發執行。

二、線程示例

示例 32.3。 I/O 服務對象的兩個線程同時執行處理程序

#include <boost/asio/io_service.hpp>
#include <boost/asio/steady_timer.hpp>
#include <chrono>
#include <thread>
#include <iostream>
using namespace boost::asio;
int main()
{
  io_service ioservice;
  steady_timer timer1{ioservice, std::chrono::seconds{3}};
  timer1.async_wait([](const boost::system::error_code &ec)
    { std::cout << "3 sec\n"; });
  steady_timer timer2{ioservice, std::chrono::seconds{3}};
  timer2.async_wait([](const boost::system::error_code &ec)
    { std::cout << "3 sec\n"; });
  std::thread thread1{[&ioservice](){ ioservice.run(); }};
  std::thread thread2{[&ioservice](){ ioservice.run(); }};
  thread1.join();
  thread2.join();
}

前面的示例已在示例 32.3 中轉換為多線程程序。使用 std::thread，在 main() 中創建了兩個線程。在每個線程中的唯一 I/O 服務對象上調用 run()。這使得 I/O 服務對象可以在異步操作完成時使用兩個線程來執行處理程序。

在示例 32.3 中，兩個鬧鐘都應在三秒后響起。因為有兩個線程可用，所以兩個 lambda 函數可以同時執行。如果在執行第一個鬧鐘的處理程序時第二個鬧鐘響起，則可以在第二個線程中執行該處理程序。如果第一個鬧鐘的handler已經返回，I/O服務對象可以使用任意線程執行第二個handler。

當然，使用線程并不總是有意義的。示例 32.3 可能不會將消息按順序寫入標準輸出流。相反，它們可能會混淆。兩個處理程序可能同時在兩個線程中運行，共享全局資源 std::cout。為避免中斷，需要同步對 std::cout 的訪問。如果處理程序不能同時執行，線程的優勢就喪失了。

示例 32.4。兩個 I/O 服務對象各有一個線程并發執行處理程序

#include <boost/asio/io_service.hpp>
#include <boost/asio/steady_timer.hpp>
#include <chrono>
#include <thread>
#include <iostream>
using namespace boost::asio;
int main()
{
  io_service ioservice1;
  io_service ioservice2;
  steady_timer timer1{ioservice1, std::chrono::seconds{3}};
  timer1.async_wait([](const boost::system::error_code &ec)
    { std::cout << "3 sec\n"; });
  steady_timer timer2{ioservice2, std::chrono::seconds{3}};
  timer2.async_wait([](const boost::system::error_code &ec)
    { std::cout << "3 sec\n"; });
  std::thread thread1{[&ioservice1](){ ioservice1.run(); }};
  std::thread thread2{[&ioservice2](){ ioservice2.run(); }};
  thread1.join();
  thread2.join();
}

對單個 I/O 服務對象重復調用 run() 是使基于 Boost.Asio 的程序更具可擴展性的推薦方法。但是，您也可以創建多個 I/O 服務對象，而不是為一個 I/O 服務對象提供多個線程。

在示例 32.4 中，兩個 I/O 服務對象在兩個類型為 boost::asio::steady_timer 的鬧鐘旁邊使用。該程序基于兩個線程，每個線程綁定到另一個 I/O 服務對象。兩個 I/O 對象 timer1 和 timer2 不再綁定到同一個 I/O 服務對象。它們綁定到不同的對象。

示例 32.4 的工作方式與之前相同。無法就何時使用多個 I/O 服務對象提供一般性建議。因為 boost::asio::io_service 代表一個操作系統接口，所以任何決定都取決于特定的接口。

在 Windows 上，boost::asio::io_service 通常基于 IOCP，在 Linux 上，它基于 epoll()。擁有多個 I/O 服務對象意味著將使用多個 I/O 完成端口，或者將多次調用 epoll()。這是否比僅使用一個 I/O 完成端口或一次調用 epoll() 更好取決于具體情況。