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Asio, TDD, 코루틴을 이용한 비동기 락프리 네트워크 서버 예제

Asio Network Libaray Example

특징

• C++ asio와 boost코루틴 라이브러리를 이용한 네트워크 라이브러리 예제
• TBB의 락-프리 자료구조 및 메모리 관리자 사용 ( 현재 Apache v2.0 라이센스로 변경되어, 라이센스 사용만 명치하면 무료로 사용 가능)
• 모던 C++를 적극 활용한 코드
• 코루틴 패턴을 이용하면 기존 TaskQueue 또는 JobQueue를 이용한 비동기 io 처리방식에 비해 좀 더 직관적인 코딩이 가능함
• 예제 코드의 방식을 이용한다면 Node.js에 사용되는 싱글스레드 async/await 패턴으로 코드 작성 가능
• 네트워크 io 스레드와 로직 채널 스레드의 수를 별도로 할당하여, 스레드간 경쟁을 최소화
• 같은 존에 있는 유저는 존 식별자 등을 통해서 같은 채널스레드에 할당하는 것을 전제로 작성
• asio::co_spawn과 co_await를 적극 사용하여 로직에 할당된 싱글스레드에서 비동기 처리가 가능하도록 하였음
• 코루틴을 위한 비동기 처리는 멀티스레드의 Context Switching보다 오버헤드가 적음
• 예를 들어, 데이터베이스, 캐시 서버, 인증 서버 등과의 통신을 비동기 코드로 효율적으로 처리할 수 있음

빌드 환경

• Microsoft Visual Studio Community 2019
• c++ 17 이상의 컴파일러, /await 옵션
• Threading Building Blocks 2020 이상
  • 설치 파일 중 bin 폴더의 파일은 디버그/릴리스에 있어야 실행 가능
• boost libary 1.74 이상
• msgpack
  • include only 라이브러리이기 때문에 빌드없이 include 만으로 사용
• google unit test package nuget 설치

실행 예

• 서버
  • 예) 43234 포트로 서버를 실행하되, 억셉트/송수신 io에는 1개의 스레드를 할당하고, 채널(컨텐츠)에는 2개의 스레드를 할당함
    • AsioNetServer.exe --port 43234 --ioThreadCnt 1 --channelThreadCnt 2
• 클라이언트
  • 예) 400개의 더미 클라이언트를 4개의 스레드로 실행하여, 200ms 마다 에코메시지를 보냄
    • AsioNetClient.exe --ip 127.0.0.1 --port 43234 --clientCnt 400 --threadCnt 4 --interval 200

프로젝트 구조

• AsioNetwork
  • AsioNetLib
    • 서버 네트워크 라이브러리
  • AsioNetCommon
    • 클라이언트/서버 공통(패킷 정의 등)
  • AsioNetServer
    • 서버 실행 프로세스
    • 패킷 컨트롤러 정의
  • AsioNetClient
    • 테스트용 클라이언트
  • AsioNetUnitTest
    • 라이브러리 관련 유닛테스트
  • ThirdParty
    • boost
    • msgpack
    • tbb