boost.asio框架系列之定时器Timer

Boost.Asio框架系列之定时器Timer

什么是定时器？

定时器是一种在预定时间执行某个任务或动作的机制。在计算机编程中，我们通常使用定时器来执行特定任务，比如定时刷新屏幕、定时清理内存、定时检查网络状态等。

Boost.Asio是一个跨平台系统的网络编程库。在Boost.Asio中，提供了定时器Timer的支持，使得程序能够轻松地实现定时任务。

如何使用Boost.Asio实现定时器？

使用Boost.Asio实现定时器非常简单，以下是使用步骤：

1. 创建随时间操作回调的IO上下文

在使用Boost.Asio之前，我们需要创建一个io_context对象来驱动整个程序的事件循环。代码如下：

boost::asio::io_context io_context; 

2. 创建定时器

接下来，我们需要创建定时器对象。定时器可以用于开启计时器和取消计时器。其中参数duration表示定时器时间，handler表示定时器超时时执行的操作。代码如下：

boost::asio::steady_timer timer(io_context, std::chrono::seconds(1)); 

3. 设置定时器

设置定时器非常简单，只需调用async_wait()方法，该方法会一直阻塞线程到定时器超时为止。代码如下：

timer.async_wait([](const boost::system::error_code& e) { 
        // 该lambda函数表示触发Timer的事件处理
        // e表示错误码
        if (e) {
            std::cout << "timer error: " << e.message() << std::endl;
            return;
        }

        std::cout << "timer expired!\n"; 
    });

4. 启动IO循环

设置好定时器后，我们需要对IO上下文进行调度和运行，以启动IO循环。代码如下：

io_context.run(); 

现在，当定时器的时间到达后，就会触发async_wait()函数内部的lambda函数并打印"timer expired"，然后程序退出。

示例1：打印当前系统时间

现在，让我们来看一下一个更有用的例子。在这个例子中，我们将编写代码以每隔一秒钟打印当前系统的日期和时间。

#include <iostream> 
#include <ctime> 
#include <boost/asio.hpp>

int main() 
{
    boost::asio::io_context io_context; 
    boost::asio::steady_timer timer(io_context, std::chrono::seconds(1));

    int count = 0;

    timer.async_wait([&](const boost::system::error_code& e) { 
        if (e) {
            std::cout << "timer error: " << e.message() << std::endl;
            return;
        }

        ++count;
        std::time_t now = std::time(0);
        std::cout << std::ctime(&now);

        if (count < 10) {
            timer.expires_at(timer.expiry() + std::chrono::seconds(1));
            timer.async_wait([&](const boost::system::error_code&) {
                // 必须调用io_context的stop方法，否则程序会一直执行下去
                io_context.stop();
            });
        }
    });

    io_context.run(); 
    return 0;
}

在这个例子中，我们首先创建了io_context和定时器，然后在async_wait()方法中，我们定义了一个lambda函数来打印当前时间，同时每隔1秒钟调用async_wait()方法来触发定时器事件，并在lambda函数中定义变量计数，使程序打印10次时间戳后终止。

示例2：异步阻塞等待定时器

假设我们现在想编写一个程序，该程序计算从定时器开始时经过的时间，等待5秒钟之后返回。此时，我们可以使用定时器，然后使用异步等待机制等待5秒钟。代码如下：

#include <iostream> 
#include <chrono> 
#include <boost/asio.hpp>

int main() 
{
    boost::asio::io_context io_context; 
    boost::asio::steady_timer timer(io_context, std::chrono::seconds(5));

    std::chrono::steady_clock::time_point begin = std::chrono::steady_clock::now();

    timer.async_wait([&](const boost::system::error_code&) { 
        auto end = std::chrono::steady_clock::now();
        std::cout << "Elapsed time: " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - begin).count() << "ms" << std::endl;
    });

    io_context.run(); 
    return 0;
}

在这个例子中，我们在程序开始时记录了一个时间点begin，并使用了async_wait()函数来等待5秒钟的定时器。当定时器超时时，我们记录结束时间点并计算两个时间点之间的时间差，并打印出经过的时间。

综上所述，使用Boost.Asio实现定时器非常简单，并且我们可以通过它执行各种定时任务。