Boost.Asio 库为支持同步和异步操作。异步支持基于proactor设计模式[POSA2]。与同步或Reactor方法相比，这种方法的优点和缺点概述如下。 ## Proactor 与 Reactor - Proactor和Reactor都是并发编程中的设计模式 - Proactor用于异步IO，而Reactor用于同步IO， 关键区别在于 何时IO - Reactor：非阻塞同步网络模型，关心就绪事件， 可以理解为：来了事件我通知你，你来处理，如epoll_wait - Proactor：异步网络模型，关心完成事件，可以理解为：来了事件我来处理，处理完了我通知你。
Proactor 与 Boost.Asio#
Proactor设计模式#
- 异步操作(Asynchronous Operation) 定义异步执行的操作，例如 异步读或在套接字上写入。
- 异步操作处理器(Asynchronous Operation Processor) 执行异步操作，并在操作完成时对completion event queue中的事件进行排队。从高层次的角度来看，像reactive_socket_service这样的内部服务是异步操作处理器。
- 完成事件队列(Completion Event Queue) 缓冲完成事件，直到它们被Asynchronous Event Demultiplexer移出队列。
- 完成处理程序(Completion Handler) 处理异步操作的结果。这些是函数对象，通常使用boost::bind创建。
- 异步事件多路分配器(Asynchronous Event Demultiplexer) 阻塞并等待完成事件队列上发生的事件，并将完成的事件返回其调用者。
- 前摄器(Proactor) 调用Asynchronous Event Demultiplexer将事件出列，并分派与事件关联的Completion Handler程序（即调用函数对象）。这个抽象由io_context类表示。
- 发起者(Initiator) 启动异步操作的应用程序特定代码。启动器通过高级接口（如basic_stream_socket）与异步操作处理器进行交互，而高级接口又 委托给 （如reactive_socket_service）等服务。
基于Reactor的实现#
在许多平台上，Boost.Asio 在Reactor（如select, epoll或kqueue）中实现Proactor设计模式，如下所示：
- 异步操作处理器(Asynchronous Operation Processor) 使用select, epoll或kqueue实现的Reactor。当Reactor指示资源已准备好执行操作时，处理器将执行异步操作，并将关联的completion handler程序入列(enqueue)完成事件队列。
- 完成事件队列(Completion Event Queue) 完成处理程序（即函数对象）的链表。
- 异步事件多路分配器(Asynchronous Event Demultiplexer) 这是通过等待事件或条件变量实现的，直到完成处理程序在完成事件队列中可用。
使用 Windows 重叠（Overlapped）I/O 实现#
在 Windows NT、2000 和 XP 上，Boost.Asio 利用重叠 I/O 提供Proactor模式的高效实现。此实现方法对应于Proactor设计模式，如下所示：
- 异步操作处理器(Asynchronous Operation Processor) 这是由操作系统实现的。操作通过调用Overlapped函数（如AcceptEx）启动。
- 完成事件队列(Completion Event Queue) 这由操作系统实现，并关联到 I/O 完成端口。每个io_context实例都有一个 I/O 完成端口。
- 异步事件多路分配器(Asynchronous Event Demultiplexer) 由 Boost.Asio 调用，使事件及其关联的完成处理程序出列。
缺点#
- 程序复杂性(Program complexity)。 由于操作启动和完成之间的 时间和空间的分离，使用异步机制开发应用程序更加困难。由于控制流的倒置，应用程序也可能更难调试。
- 内存使用情况(Memory usage)。 在读取或写入操作期间必须提交缓冲区空间，此操作可能会无限期地继续，并且每个并发操作都需要单独的缓冲区。另一方面，在套接字准备好读取或写入之前，Reactor模式不需要缓冲空间。