定时器与过期操作

在 Boost.Asio 中，定时器（steady_timer、deadline_timer 等）和过期操作是处理时间相关任务的重要工具。定时器用于在指定的时间点或时间间隔后执行操作，广泛应用于超时处理、定时任务、周期性任务等场景。

1. 定时器的基本概念

定时器在 Boost.Asio 中主要用于执行延迟操作。以下是定时器的几个关键概念：

定时器类型：
- steady_timer：基于 std::steady_clock，用于测量经过的时间，不受系统时间变化的影响。适用于需要精确测量时间间隔的场景。
- system_timer（或 deadline_timer 在早期版本）：基于系统时间，用于在指定的系统时间点执行操作。适用于需要在特定的绝对时间点执行任务的场景。
```
boost::asio::steady_timer timer(io_context);
boost::asio::system_timer system_timer(io_context);
```
定时器的创建：
- 创建定时器时需要指定 io_context 对象，并可以设置初始超时时间。
```
boost::asio::steady_timer timer(io_context, std::chrono::seconds(5)); // 5 秒后触发
```
设置超时：
- 使用 expires_after() 或 expires_at() 方法设置定时器的超时时间。超时时间可以是相对时间（如 std::chrono::seconds）或绝对时间（如 std::chrono::system_clock::now()）。
```
timer.expires_after(std::chrono::seconds(5)); // 5 秒后超时
```

2. 设置定时器操作

在设置定时器后，需要指定操作函数，当定时器超时时该函数将被调用。使用 async_wait() 方法异步等待定时器超时：

异步等待：

async_wait() 方法将定时器与回调函数关联，当定时器超时后，Boost.Asio 将异步调用该回调函数。

void handle_timeout(const boost::system::error_code& error) {
    if (!error) {
        std::cout << "Timer expired!" << std::endl;
    }
}

timer.async_wait(handle_timeout);

同步等待：
- wait() 方法可以用来同步等待定时器超时。这将阻塞当前线程，直到定时器超时。
```
timer.wait();
```

3. 取消定时器

有时需要取消定时器操作，这通常在任务被取消或不再需要时进行：

取消定时器：
- 使用 cancel() 方法取消定时器。如果定时器已经超时，该方法不会影响已执行的回调函数。
```
timer.cancel();
```

检查取消状态：

可以检查定时器是否被取消或已过期，使用 expiry() 方法查看当前超时状态。

if (timer.expiry() <= std::chrono::steady_clock::now()) {
    std::cout << "Timer expired or cancelled" << std::endl;
}

4. 定时器的实际应用

超时处理：

定时器常用于设置操作的超时时间，比如网络连接的超时处理。

void handle_timeout(const boost::system::error_code& error) {
    if (error) {
        std::cerr << "Error: " << error.message() << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Operation timed out!" << std::endl;
    }
}

boost::asio::steady_timer timer(io_context, std::chrono::seconds(10));
timer.async_wait(handle_timeout);

定时任务：

定时器可以用来调度周期性任务，如定时执行某个操作。

void periodic_task(const boost::system::error_code& error) {
    if (!error) {
        std::cout << "Periodic task executed!" << std::endl;
        timer.expires_at(timer.expiry() + std::chrono::seconds(5)); // 5 秒后再次触发
        timer.async_wait(periodic_task);
    }
}

boost::asio::steady_timer timer(io_context, std::chrono::seconds(5));
timer.async_wait(periodic_task);

定时器与 I/O 操作：

定时器可以与 I/O 操作结合使用，例如设置超时以防止长时间的网络等待。

void handle_read(const boost::system::error_code& error) {
    if (error) {
        std::cerr << "Read error: " << error.message() << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Data received" << std::endl;
    }
}

void start_read() {
    boost::asio::async_read(socket, buffer(data),
        boost::asio::bind_executor(strand, handle_read));
}

boost::asio::steady_timer timer(io_context, std::chrono::seconds(10));
timer.async_wait([&](const boost::system::error_code& error) {
    if (!error) {
        socket.cancel(); // 取消网络操作
    }
});

start_read();

总结

定时器：用于在指定的时间点或时间间隔后执行操作。主要类型包括 steady_timer 和 system_timer。
设置超时：使用 expires_after() 或 expires_at() 方法设置定时器的超时时间。
回调函数：通过 async_wait() 方法异步设置回调函数，以在定时器超时后执行。
取消操作：使用 cancel() 方法取消定时器操作。
实际应用：包括超时处理、周期性任务、与 I/O 操作结合使用等场景。

定时器和过期操作在异步编程中发挥了重要作用，帮助实现时间控制和任务调度。

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定时器与过期操作

1. 定时器的基本概念

2. 设置定时器操作

3. 取消定时器

4. 定时器的实际应用

总结