ICE的异步方法调用 c++

http://www.cppprog.com/2009/0612/125.html

 第17章《异步程序设计》

网上摘录比较清晰的解释:

“AMI是客户端的功能,I = Invoke,客户端调用完后马上返回,保证客户端不阻塞。 AMD是服务器端功能,D= Dispatch, 服务器端相应客户调用过程中,使用AMD可以在处理还没有完成时就提前返回结果,就像在函数中间加个return语句一样,不同的是这个return下面 的语句会接着执行。 还有一点很有特色的是,AMI和AMD是完全互相独立的,也就是说对于同一个interface,客户端不会知道服务器是否用AMD方式相应请求,服务器 端也不会知道客户端是否用AMI发起调用。 而且,他们也无需知道,这是实现的细节,不是接口的契约。 ”

异步方法调用(Asynchronous Method Invocation,简称AMI)

下面这种情况就是AMI调用:“斧头帮”大哥(客户端)叫小弟(服务器端)去干收租的活(远程调用),并且给小弟一把烟花炮竹(回调类)。嘱咐说: “我还有其它事情要打扫打扫,如果你的事情办完了,就放'OK'烟花;如果遇到反抗,就放'斧头'烟花!”(服务器答复)。说完,这位大哥就可以放心的做 其它事去了,直到看到天上烟花盛开,根据"OK"或"斧头"状再作处理。

AMI是针对客户端而言的,当客户端使用AMI发出远程调用时,客户端需要提供一个实现了回调接口的类用于接收通知。然后不等待调用完成立即返回,这时可以继续其它活动,当得到服务器端的答复时,客户端的回调类中的方法就会被执行。

例:修改原Helloworld客户端,使用异步方法远程调用printString。

首先,要修改原来的Printer.ice定义文件,在printString方法前加上["ami"]元标识符。

  1. module Demo{
  2. interface Printer
  3. {
  4.     ["ami"void printString(string s);
  5. };
  6. };

同样,再用slice2cpp Printer.ice生成Printer.h和Printer.cpp文件,并把这两个文件加入原项目(如果是直接修改之前的代码的话,因为原先已经加入了这两个文件,这步可以跳过)。

观察生成的Printer.h文件,可以找到这个定义:

  1. namespace Demo
  2. {
  3. class AMI_Printer_printString : public ::IceInternal::OutgoingAsync
  4. {
  5. public:
  6.     virtual void ice_response() = 0;
  7.     virtual void ice_exception(const ::Ice::Exception&) = 0;
  8. ...
  9. };
  10. }

这里的AMI_Printer_printString就是printString方法的AMI回调接口,可以发现它AMI回调接口类名的规律是AMI_类名_方法名。

这个接口提供了两个方法:

void ice_response(<params>);
    表明操作已成功完成。各个参数代表的是操作的返回值及out 参数。如果操作的有一个非 void返回类型,ice_response 方法的第一个参数就是操作的返回值。操作的所有out 参数都按照声明时的次序,跟在返回值的后面。

void ice_exception(const Ice::Exception &);
    表明抛出了本地或用户异常。

同时,slice2cpp还为Printer代理类生成了异步版本的printString方法:

  1. namespace IceProxy //是代理类
  2. {
  3. namespace Demo
  4. {
  5. class Printer : virtual public ::IceProxy::Ice::Object
  6. {
  7.     ...
  8. public:
  9.     bool printString_async(const ::Demo::AMI_Printer_printStringPtr&,
  10.         const ::std::string&);
  11.     bool printString_async(const ::Demo::AMI_Printer_printStringPtr&,
  12.         const ::std::string&, const ::Ice::Context&);
  13.     ...
  14. };
  15. }
  16. }

结合这两样东西(AMI_Printer_printString接口和printString_async方法),我们的客户端AMI调用方法为:

  1. 实现AMI_Printer_printString接口的ice_response和ice_exception方法,以响应远程调用完成后的工作。
  2. 把上面实现的回调对象作为printString_async的参数启动远程调用,然后可以做其它事了。
  3. 当得到服务端答复后,AMI_Printer_printString接口的ice_response的方法被调用。

 

演示代码(客户端):

  1. #include <ice/ice.h>
  2. #include <printer.h>
  3.  
  4. using namespace std;
  5. using namespace Demo;
  6.  
  7. //实现AMI_Printer_printString接口
  8. struct APP : AMI_Printer_printString
  9. {
  10.     virtual void ice_response()
  11.     {
  12.         cout << "printString完成" << endl;
  13.     }
  14.     virtual void ice_exception(const ::Ice::Exception& e)
  15.     {
  16.         cout << "出错啦:" << e << endl;
  17.     }
  18. };
  19.  
  20. class MyApp: public Ice::Application{
  21. public:
  22.     virtual int run(int argc, char*argv[])
  23.     {
  24.         Ice::CommunicatorPtr ic = communicator();
  25.  
  26.         Ice::ObjectPrx base =
  27.             ic->stringToProxy("SimplePrinter:default -p 10000");
  28.  
  29.         Demo::PrinterPrx printer = PrinterPrx::checkedCast(base);
  30.         if(!printer) throw "Invalid Proxy!";
  31.        
  32.         // 使用AMI异步调用
  33.         printer->printString_async(new APP,"Hello World!");
  34.         cout << "做点其它的事情..." << endl;
  35.         system("pause");
  36.         return 0;
  37.     }
  38. };
  39.  
  40. int main(int argc, char* argv[])
  41. {
  42.     MyApp app;
  43.     return app.main(argc,argv);
  44. }

服务端代码不变,编译运行,效果应该是调用printer->printString_async之后还能"做点其它的事情...",当服务端完成后客户端收到通知,显示"printString完成"。

另外,为了突出异步效果,可以修改服务器端代码,故意把printString执行得慢一点:

  1. struct PrinterImp : Printer{
  2.     virtual void printString(const ::std::string& s,
  3.         const ::Ice::Current&)
  4.     {
  5.         Sleep(1000);
  6.         cout << s << endl;   
  7.     }
  8. };
 
 
 
 

异步方法分派(Asynchronous Method Dispatch,简称AMD)

AMD是针对服务器端而言的,在同步的情况下,服务器端收到一个调用请求后,在线程池中拿出一个空闲线程用于执行这个调用。这样,服务器在同一时刻所能支持的同步请求数受到线程池大小的限制。

如果线程池内的线程都在忙于执行长时间的操作,那么新的请求到来时就会处于长时间得不到答复的状态,这可能会造成客户端长时间等待(如果客户端没使用AMI的话)。

ICE的解决方法是:服务器收到请求时并不马上执行具体工作,而是把执行这项工作所需的参数以及回调类保存到一个地方(比如队列)后就返回。而另外的线程(或线程池)负责取出保存的参数并执行之,执行结束后使用回调类通知客户端工作已完成(或异常)。

还是用上面“斧头帮”来举例:“斧头帮”大哥(客户端)叫小弟(服务器端)去干收租的活(远程调用),这位小弟并不是马上就去收租去了,而是把这件 工作记录到他的日程表里(同时还有好几个老板叫他干活呢,可怜的人啊~~)。然后等有空的时候再按日程表一项项的做(或者叫其它有空的弟兄帮忙做),做完 工作后该放烟花的就放烟花(回调智能客户端),该砍人的就放信号弹啥的。

例:修改原Helloworld服务器端,使用异步方法分派处理printString方法。

首先,要修改原来的Printer.ice定义文件,在printString方法前加上["amd"]元标识符。

  1. module Demo{
  2. interface Printer
  3. {
  4.     ["amd"void printString(string s);
  5. };
  6. };

同样,再用slice2cpp Printer.ice生成Printer.h和Printer.cpp文件,并把这两个文件加入原项目(如果是直接修改之前的代码的话,因为原先已经加入了这两个文件,这步可以跳过)。

观察生成的Printer.h文件,可以发现和AMI类似的一个回调接口AMD_Printer_printString

  1. namespace Demo
  2. {
  3.  
  4. class AMD_Printer_printString : virtual public ::IceUtil::Shared
  5. {
  6. public:
  7.  
  8.     virtual void ice_response() = 0;
  9.     virtual void ice_exception(const ::std::exception&) = 0;
  10.     virtual void ice_exception() = 0;
  11. };
  12. ...
  13. }

这个回调接口由ICE自己实现,我们只要拿来用就可以了。在哪里用呢?马上就会发现:我们要实现的Printer接口的printString方法不见了,取而代之的是printString_async方法:

  1. namespace Demo
  2. {
  3. class Printer : virtual public ::Ice::Object
  4. {
  5.     ...
  6.     virtual void printString_async(
  7.         const ::Demo::AMD_Printer_printStringPtr&,
  8.         const ::std::string&, const ::Ice::Current& = ::Ice::Current()) = 0;
  9.     ...
  10. };
  11. }

这个printString_async方法就是我们要实现的异步分派方法,它的第一个参数就是由ICE实现的回调类AMD_Printer_printString,在这个方法里,我们要两种方案:

  1. 直接做具体工作,完成后在末尾调用回调类的ice_response方法告知客户端已完成。这种方案就和之前普通版的服务端一样,是同步执行的。
  2. 把回调类和请求所需要的参数放入一个指定的位置,再由其它线程取出执行和通知客户端。这种方案就是异步分派方法,具体实现时还可以有多种 方式,如使用命令模式把参数和具体操作直接封装成一个对象放入队列,然后由另一线程(或线程池)取出执行。后面的示例代码为了简单起见直接使用了 Windows API中的线程池功能,而且也没有使用队列。

示例代码

  1. #include <ice/ice.h>
  2. #include "printer.h"
  3.  
  4. using namespace std;
  5. using namespace Demo;
  6.  
  7. // 传递给线程函数的参数
  8. struct CallbackEntry{
  9.     AMD_Printer_printStringPtr callback;
  10.     string str;
  11. };
  12.  
  13. // 线程函数
  14. DWORD WINAPI DoPrintString(LPVOID lpParameter)
  15. {
  16.     // 取得参数
  17.     CallbackEntry *pCE = (CallbackEntry *)lpParameter;
  18.     // 工作:打印字符(延时1秒模拟长时间操作)
  19.     Sleep(1000);
  20.     cout << pCE->str << endl;   
  21.     // 回调,工作完成。如果工作异常,则调用ice_exception();
  22.     pCE->callback->ice_response();
  23.     // 删除参数(这里使用堆直接传递,其实更好的方法是使用队列)
  24.     delete pCE;
  25.     return TRUE;
  26. }
  27.  
  28. struct PrinterImp : Printer{
  29.     virtual void printString_async(
  30.         const AMD_Printer_printStringPtr &callback,
  31.         const string& s, const Ice::Current&)
  32.     {
  33.         // 参数打包(回调类和pringString方法的参数)
  34.         CallbackEntry *pCE = new CallbackEntry;
  35.         pCE->callback = callback;
  36.         pCE->str = s;
  37.         // 让Windows线程池来执行具体任务
  38.         ::QueueUserWorkItem(DoPrintString,pCE,WT_EXECUTEDEFAULT);
  39.     }
  40. };
  41.  
  42. class MyApp : public Ice::Application{
  43. public:
  44.     virtual int run(int n, char* v[]){
  45.         Ice::CommunicatorPtr& ic = communicator();
  46.         Ice::ObjectAdapterPtr adapter
  47.             = ic->createObjectAdapterWithEndpoints("SP","default -p 10000");
  48.         Ice::ObjectPtr object = new PrinterImp;
  49.         adapter->add(object, ic->stringToIdentity("SimplePrinter"));
  50.  
  51.         adapter->activate();
  52.         ic->waitForShutdown();
  53.         return 0;
  54.     }
  55. };
  56.  
  57. int main(int argc, char* argv[])
  58. {
  59.     MyApp app;
  60.     return app.main(argc, argv);
  61. }

客户端不需要改变,编译运行服务器然后用客户端测试效果。(其实效果不是很明显,因为AMD提高的是服务器的负荷能力)

 

 

 

 

DEMO

 

最近学习了异步通信这一章:异步包括服务端的异步分派(AMD)以及客户端的异步调用(AMI)。

下面介绍一下如何实现简单的异步通信(主要实现了客户端的异步调用,AMD暂未体现):

 

 1.首先编写Ice文件:Demo.ice

  1. module Demo{  
  2.     interface Employee{  
  3.           ["amd"]void add(int a, int b, out int sum);  
  4.     };  
  5. };  

     ["amd"]表示的是元数据,指定服务器端将提供异步分派的方法函数。该add函数中有两个in参数;一个out参数,作为回传参数。

 

2.映射到C++代码:使用命令 slice2cpp Demo.ice

   经过映射之后,程序将生成Demo.h与Demo.cpp文件,如下面部分代码所示Demo.h

  1. // ....More code before  
  2. namespace Demo  
  3. {  
  4.   
  5. class Employee : virtual public ::Ice::Object  
  6. {  
  7. public:  
  8.   
  9.     typedef EmployeePrx ProxyType;  
  10.     typedef EmployeePtr PointerType;  
  11.       
  12.     virtual ::Ice::ObjectPtr ice_clone() const;  
  13.   
  14.     virtual bool ice_isA(const ::std::string&, const ::Ice::Current& = ::Ice::Current()) const;  
  15.     virtual ::std::vector< ::std::string> ice_ids(const ::Ice::Current& = ::Ice::Current()) const;  
  16.     virtual const ::std::string& ice_id(const ::Ice::Current& = ::Ice::Current()) const;  
  17.     static const ::std::string& ice_staticId();  
  18.   
  19.     virtual void add_async(const ::Demo::AMD_Employee_addPtr&, ::Ice::Int, ::Ice::Int, const ::Ice::Current& = ::Ice::Current()) = 0;  
  20.     // ... More code here  
  21.       
  22. };  
  23. // ...  


 

3. 实现服务端程序

    新建Server.cpp文件,将Demo.h中的虚方法add_async()实现。并新建servant类来继承Ice::application类,初始化Ice run time ,同时将servant注册到对象适配器中去。

   

  1. #include <Demo.h>  
  2. #include <Ice/Application.h>  
  3. #include <IceUtil/Monitor.h>  
  4. #include <iostream>  
  5. using namespace std;  
  6. using namespace Demo;  
  7.   
  8. class Manager : virtual public Employee,public IceUtil::Monitor<IceUtil::Mutex>  
  9. {  
  10. public:  
  11.     Manager():_sum(0){}  
  12. ~Manager(){}  
  13.   
  14.     virtual void add_async(const ::Demo::AMD_Employee_addPtr& add_ptr, int a, int b, const ::Ice::Current& =::Ice::Current())  
  15.     {  
  16.         _sum = a+b;  
  17.         sleep(1);  
  18.           
  19.         cout<< "The sum is " <<_sum<<"."<<endl;  
  20.         add_ptr->ice_response(_sum);   //数据处理完之后,回调函数,调用客户端实现的方法  
  21.     }  
  22.   
  23. private:  
  24.     int _sum;  
  25. };  
  26.   
  27. class myApplication : virtual public Ice::Application   
  28. {  
  29. public:  
  30.     virtual int run(int argc , char* argv[])  
  31.     {  
  32.         Ice::ObjectAdapterPtr adapter =   
  33.                  communicator()->createObjectAdapterWithEndpoints("GameServer""default -p 10000");  
  34.   
  35.         Ice::ObjectPtr Manptr = new Manager;  
  36.         adapter->add(Manptr, communicator()->stringToIdentity("ManServer"));//将servant类对象指针ManPtr注册到适配器中    
  37.         adapter->activate();  //激活适配器,使客户端能够访问适配器中已添加的servant活动表  
  38.         communicator()->waitForShutdown();  
  39.     }  
  40. };  
  41.   
  42. int main(int argc , char * argv[])  
  43. {  
  44.     myApplication app;  
  45.     app.main(argc , argv);  
  46.   
  47.     return 0;  
  48. }  



4.实现客户端程序

   新建Client.cpp文件,实现回调函数,创建访问指定servant的代理。

  1. #include<Ice/Ice.h>  
  2. #include<Demo.h>  
  3. #include<iostream>  
  4. #include<IceUtil/IceUtil.h>using namespace std;  
  5. using namespace Demo;class Client_add:public AMD_Employee_add  
  6. {  
  7. public:  
  8.  virtual void ice_response(int sum)  
  9.  {   
  10.   cout << "receive from server--The sum is "<<sum<<"."<<endl;  
  11.  }  
  12.  virtual void ice_exception(){}  
  13.  virtual void ice_exception(const std::exception& e){}  
  14.  void failed_operation(const Ice::Exception &e){}  
  15. };  
  16. typedef IceUtil::Handle<Client_add> ClientAddPtr;class ClientApp : virtual public Ice::Application  
  17. {  
  18. public:  
  19.  virtual int run(int argc , char* argv[])  
  20.  {  
  21.   Ice::ObjectPrx base = communicator()->stringToProxy("ManServer:default -p 10000");  EmployeePrx emp = EmployeePrx::checkedCast(base);  if(!emp)throw "Invalid Proxy!";  ClientAddPtr amd_add = new Client_add;  
  22.                  
  23.   Callback_Employee_addPtr addPtr=newCallback_Employee_add(amd_add,&Client_add::ice_response,&Client_add::failed_operation);     //实现回调对象指针                
  24.   emp->begin_add(10,20,addPtr);   //第三个参数为回调类的智能指针   cout<<"I'm waiting for the data from,but not blocked."<<endl; }  
  25. };int main(int argc , char* argv[])  
  26. {  
  27.  ClientApp app;  
  28.  app.main(argc , argv); return 0;  
  29. }  

 

5. 编译Server.cpp: g++ Demo.cpp Server.cpp -o Server -lIce -lIceUtil -I./ -I/opt/Ice-3.4.2/include -L/opt/Ice-3.4.2/lib

     编译Client.cpp: g++ Demo.cpp Client.cpp -o Client -lIce -lIceUtil -I./ -I/opt/Ice-3.4.2/include -L/opt/Ice-3.4.2/lib

    运行服务端:./Server 运行客户端:./Client

 

posted @ 2011-11-21 11:26  tangr206  阅读(1720)  评论(0编辑  收藏  举报