网络编程（15）——服务器如何主动退出

十五、day15

服务器主动退出一直是服务器设计必须考虑的一个方向，旨在能通过捕获信号使服务器安全退出。我们可以通过asio提供的信号机制绑定回调函数即可实现优雅退出。

之前服务器的主函数如下

#include "CSession.h"
#include "CServer.h"

int main()
{
    try {
        boost::asio::io_context ioc;
        CServer s(ioc, 10086);
        ioc.run();
    }
    catch (std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << '\n';
    }
    boost::asio::io_context io_context;
}

有两种修改方式，第一种基于condition_variable和lock_quit；第二种基于asio库

1）第一种实现方式

#include "CSession.h"
#include "CServer.h"
#include <csignal>
#include <thread>
#include <mutex>

bool bstop = false;
std::condition_variable cond_quit;
std::mutex mutex_quit;

void sig_handler(int sig) {
    if (sig == SIGINT or sig == SIGTERM) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock_quit(mutex_quit);
        bstop = true;
        cond_quit.notify_one();
    }
}

int main()
{
    try {
        boost::asio::io_context ioc;
        std::thread net_work_thread([&ioc] { // 使用子线程运行网络服务
            CServer s(ioc, 10086);
            ioc.run();
            });
        // 主线程执行以下操作
        // 捕获信号，并执行信号对应的回调函数
        signal(SIGINT, sig_handler);
        signal(SIGTERM, sig_handler);
        // 循环会占用资源，为了防止占用资源我们选择挂起
        while (!bstop) {
            std::unique_lock<std::mutex> lock_quit(mutex_quit);
            cond_quit.wait(lock_quit);
        }

        ioc.stop();
        net_work_thread.join();
    }
    catch (std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << '\n';
    }
    boost::asio::io_context io_context;
}

• 条件变量、关服标志、锁必须都是全局变量
• 自定义关服回调函数sig_handler，一旦捕获到SIGINT（Ctrl+C触发）或SIGTERM（终止进程信号），系统调用sig_handler函数。在回调函数内首先进行加锁，以免重复操作，然后将关服标志位置为true，并将主线程唤醒，’}’结束后自动解锁
• 启动子线程运行网络服务
• 主线程种设置信号处理函数并将主线程挂起，等待退出信号（循环会占用cpu资源，这里通过挂起避免循环，节省资源）
• 当主线程被唤醒后，退出循环，执行ioc.stop()来停止io_context，并将子线程中的ioc.run()返回
• net_work_thread.join()确保子线程在主线程退出之前先结束运行，防止资源泄露

注：信号处理是异步的，即使主线程在等待条件变量，也可以被信号打断，执行信号处理函数

2）第二种实现方式

int main()
{
    try {
        boost::asio::io_context ioc;
        boost::asio::signal_set signals(ioc, SIGINT, SIGTERM);
        // 必须异步等待，否则建立线程进行处理
        signals.async_wait([&ioc](auto, auto) {
            ioc.stop();
            });

        CServer s(ioc, 10086);
        ioc.run();
    }
    catch (std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << '\n';
    }
}

第二种方式是我推荐的，最优雅最简单。

主要通过asio库的signal_set 函数执行信号处理操作，允许用户在指定的io_context 上异步等待这些信号的到来，并在信号到达时执行相应的回调

• 异步处理: 通过将信号处理与 io_context 结合，程序能够继续处理其他异步任务，而不需要在信号到达时阻塞主线程。
• 多线程支持: 如果程序使用多线程，信号的处理仍然可以有效地协调各个线程的操作。

3）测试

两种方式均能得到以下测试结果