漫谈ACE与设计模式

说起C++ 的系统和网络编程开源库，恐怕没有人敢否认ACE的王者地位。其实ACE不光是一个实用的程序库和框架集，它更是一个设计模式的典范应用。ACE在线索引文档：http://www.dre.vanderbilt.edu/Doxygen/Stable/ace/index.html

ACE具有极其明显的分层体系结构，一般划分为三个层次：

1. 操作系统适配层

2. C++包装层

3. 构架和模式层

前面的两层都是对各个平台的底层OS API进行包装，最后化身成通用的C++类或者函数。举个简单的例子，比如ACE_OS::sleep(1)在任何平台下都是休眠一秒，这样就很方便写出跨平台的代码了。更好玩的是第三层，ACE把设计模式玩到了极致，设计出了许多实用的组件。比如任务和主动对象（Active Object），反应堆（Reactor），接受器（Acceptor）和连接器（Connector）。下面简单讲一下这三类模式的应用。

 

1. 任务和主动对象（Active Object）

　那么到底什么是主动对象呢？传统上，所有的对象都是被动的代码段，对象中的代码是在对它发出方法调用的线程中执行的。也就是，调用线程（calling threads）被“借出”，以执行被动对象的方法。

　　而主动对象却不一样。这些对象持有它们自己的线程（甚或多个线程），并将这个线程用于执行对它们的任何方法的调用。因而，如果你想象一个传统对象，在里面封装了一个线程（或多个线程），你就得到了一个主动对象。

ACE中的主动对象的实现核心是ACE_Task。要实现一个主动对象，只需继承自ACE_TASK。ACE_Task有几个虚函数比较重要。open(), close()分别是对应服务初始化和关闭。可以在open()调用activate()来创建线程执行任务。而ACE_TASK中的所有主动线程的执行入口是虚函数svc()。只需在svc()中加入你的主动对象需要执行的任务代码即可。

 

2. 反应堆（ACE_Reactor）

在设计模式教科书中这么描述反应堆模式：反应堆本质上提供一组更高级的编程抽象，简化了事件驱动的分布式应用的设计和实现。除此而外，反应堆还将若干不同种类的事件的多路分离集成到易于使用的API中。特别地，反应堆对基于定时器的事件、信号事件、基于I/O端口监控的事件和用户定义的通知进行统一地处理。

描述地比较抽象，简单来讲就是：

a.创建事件处理器，以处理感兴趣的事件。比如handle_input()函数处理可能收到的输入。

int CMyACETask::handle_input (ACE_HANDLE fd);

 

b.把事件处理器指针和感兴趣的事件登记到反应堆，具体来说就是

m_reactor->register_handler(this, ACE_Event_Handler::READ_MASK | ACE_Event_Handler::WRITE_MASK );

 

c.在用户已登记的某个事件发生时，反应堆发出对处理器中相应方法的回调。

 

3. 接受器（Acceptor）和连接器（Connector）

ACE_Acceptor工厂允许应用开发者改变“助手”对象，以用于：

 

被动连接建立

连接建立后的处理

　　同样地，ACE_Connector工厂允许应用开发者改变“助手”对象，以用于：

主动连接建立

连接建立后的处理

       接受器和连接器的具体代码比较简单，请见索引文档。