POCO文档翻译:POCO C++库入门指南

时间:2021-07-29 17:41:52

内容目录

介绍

Foundation库

XML库

Util库

Net库

将这些东西组合到一起

 

介绍

POCO C++库是一组开源C++类库的集合,它们简化及加速了用C++来开发以网络功能为核心的可移植程序的过程。这些库,完美地与C++标准库结合到一起,并且填补了它所留下的那些空缺。它们具有模块化、高效的设计与实现,使得POCO C++库特别适合于进行嵌入式开发。而这是C++编程语言正在变得越来越流行的领域,因为,它既能进行底层(设备I/O、中断处理,等等)的开发,也能进行高级的面向对象的开发。当然,POCO也已经准备好面对企业级开发的挑战了。

POCO文档翻译:POCO C++库入门指南
 

POCO由4个核心库及若干个附加库组成。核心库是:Foundation、XML、Util和Net。其中的两个附加库是:NetSSL,为Net 库中的网络类提供SSL 支持;Data,用来以统一的形式访问不同的SQL 数据库。POCO致力于进行以网络功能为核心的跨平台C++软件的开发,可以类比于Ruby on Rails对于Web开发的作用——一个功能强大而又简单易用的平台,用来构建妳自己的应用程序。POCO是严格围绕标准ANSI/ISO C++来开发的,并且支持标准库。贡献者们努力地达到以下要素之间的平衡:使用高级的C++特性;保持那些类的可理解性;保持代码的干净、一致及易维护性。

Foundation

Foundation 库是 POCO 的心脏。 它包含着:底层平台 的抽象层;常用 的辅助类和函数。 Foundation 库包含:定义 了固定尺寸整数的类型; 将整数在不同的字节序之间转换的函数; 一个 Poco::Any 类(基于 boost::Any );用于错误处理 及调试的工具,包括各种各样的异常 类及断言支持。 还有: 一些用于内存管理的类,包括基于引用计数 的智能指针,以及一些用于缓冲区管理的类,还有内存池。对于字符串处理 , POCO包含 了 一些函数,可做以下事情 :修剪字符串 ;进行大小 写不敏感的比较;进行大小写转换。 还利用一些类提供了基本的 Unicode文字支持 , 这些类能够将文字 在不同的字符编码之间转换,包括 UTF-8 和 UTF-16 。 还提供了 对于数字 的格式化和解析功能的支持,包括一个类型安全的sprintf 变种。 还提供了以著名的PCRE 库( http://www.pcre.org )为基础的正则表达式支持。

POCO提供 了一些类,用于处理多种变种中的日期及时间。对于文件系统访问功能 , POCO提供 了 Poco::File 和 Poco::Path 类,以及 Poco::DirectoryIterator 类。 在狠多程序中,某个部分需要向其它部分告知某些事件发生了 。 POCO提供 了 Poco::NotificationCenter 、 Poco::NotificationQueue 和事件 (类似 于 C#事件) 来简化这个过程。 以下示例展示了 POCO事件 的用法。 在这个示例中, 类 Source 拥有 一个公有事件,名为 theEvent , 它有一个参数,类型为 int 。订阅 者可以通过调用 operator +=来订阅,调用 operator -= 来取消订阅,并且 要传入两个参数:指向某个对象 的一个指针;以及,指向某个成员函数 的指针。事件 可通用调用 operator () 来发射, Source::fireEvent() 中就是这么做的。

#include "Poco/BasicEvent.h"

#include "Poco/Delegate.h"

#include <iostream>

 

using Poco::BasicEvent;

using Poco::Delegate;

 

class Source

{

public:

    BasicEvent<int> theEvent;

 

void fireEvent(int n)

    {

        theEvent(this, n);

    }

};

 

class Target

{

public:

void onEvent(const void* pSender, int& arg)

    {

std::cout << "onEvent: " << arg << std::endl;

    }

};

 

int main(int argc, char** argv)

{

    Source source;

    Target target;

 

    source.theEvent += Delegate<Target, int>(

        &target, &Target::onEvent);

 

    source.fireEvent(42);

 

    source.theEvent -= Delegate<Target, int>(

        &target, &Target::onEvent);

 

return 0;

}

 

POCO 中的那些流式操作类,已经介绍过了。 为了对它们进行增强,还提供了 Poco::BinaryReader 和 Poco::BinaryWriter ,用于从流中读取及写入二进制数据,并且会自动、透明地处理字节序问题。

在复杂的多线程程序中,找出问题及缺陷的唯一手段就是输出详尽的日志信息。POCO提供了一个功能强大且可扩展的日志框架,它支持:过滤;路由到不同的频道;以及,日志消息的格式化。日志信息可被写入到以下目标:终端;文件;syslog守护进程;或者,发送到网络。如果POCO 提供的这些频道还不能满足妳,那么,还可以轻易地使用新的类来扩展日志框架。

对于 在运行时 载入( 及卸载 )共享 库的任务, POCO提供 了一个低层的 Poco::SharedLibrary 类。 在它之上,是 Poco::ClassLoader 类模板,以及对应的支持框架,使 得妳可以在运行时动态地载入及卸载 C++ 类,这就类似于 Java 和 .NET 中的功能。 类载入器框架,也使得, 妳可以轻易地以平台无关的方式来 为程序加入插件支持功能。

最后 , POCO Foundation 中包含了对于多线程编程的不同层次的抽象。 有 Poco::Thread 类,以及常用的同步原语 Poco::Mutex 、 Poco::ScopedLock 、 Poco::Event Poco::Semaphore 、 Poco::RWLock , 一个 Poco::ThreadPool 类, 以及对于线程本地存储的支持, 也有高级的抽象,例如活跃对象(active objects)。简单 来说,活跃对象,指的就是, 它有某些方法,是在独立的线程中执行的。 这样,就可以进行异步 的成员函数调用——调用 一个成员函数, 在它正在执行的过程中, 去干一些其它的事,最后,获取 该函数的返回值。下面 的示例中展示了在POCO 中如何做到这一点。 在 ActiveAdder 类定义了一个活跃方法(active method) add() , 该方法是由 addImpl() 这个成员函数来实现的。 在 main() 中调用该活跃方法,就会产生出一个 Poco::ActiveResult  ( 也被称作未来对象( future ) ),最终会通过它来获取到该函数的返回值。

#include "Poco/ActiveMethod.h"

#include "Poco/ActiveResult.h"

#include <utility>

#include <iostream>

 

using Poco::ActiveMethod;

using Poco::ActiveResult;

 

class ActiveAdder

{

public:

    ActiveAdder(): add(this, &ActiveAdder::addImpl)

    {

    }

 

    ActiveMethod<int, std::pair<int, int>, ActiveAdder> add;

 

private:

int addImpl(const std::pair<int, int>& args)

    {

return args.first + args.second;

    }

};

 

int main(int argc, char** argv)

{

    ActiveAdder adder;

 

    ActiveResult<int> sum = adder.add(std::make_pair(1, 2));

// 做些别的事情

    sum.wait();

std::cout << sum.data() << std::endl;

 

return 0;

}

 

XML

POCO XML 库提供了对于XML 的读取、处理和输出功能。出于POCO 的某个指导原则方面的考虑——不要尝试重新发明那些已经有用的东西—— POCO 的 XML 库支持工业标准的 SAX (版本2) 和 DOM接口 , 这会令狠多用过XML 的 开发者 倍感亲切。 SAX ,即为XML的简单API( Simple API for XML ( http://www.saxproject.org ),定义 了一个基于事件的接口,用于读取 XML 。 基于 SAX 的 XML解析 器,会遍历整个 XML文档 ,并且在遇到元素 、字符数据或其它XML 事物时通知应用程序。 SAX解析 器不需要将整个 XML文档 读入到内存中,因此 , 可用来高效地解析巨型XML 文件。 反过来, DOM (文档对象模型 ( Document Object Model,  http://www.w3.org/DOM/ ,使得应用程序能够以一个树型风格的对象层次来完整地访问XML 文档。 为了完成工作,POCO 提供的 DOM解析 器必须将整个文档载入到内存中。 为了减少DOM 文档的内存占用, POCO 中的 DOM实现代码 用上了字符串池,使得 经常出现的字符串 (例如元素和属性名字) 只会被存储一次。 这个 XML 库基于 Expat开源XML解析 库 http://www.libexpat.org )开发。 以 Expat 为基础的是 SAX接口 ,而以 SAX接口 为基础的就是 DOM实现 。对于字符串 , XML 库使用的是 std::string ,并且 以 UTF-8 作为字符编码。 这就使得 XML库可轻易地与程序中的其它部分配套使用。 在未来的版本中将支持XPath 和XSLT。

Util

Util库的名字可能会让妳产生误解,实际上,它主要是一个用来创建命令行程序和服务器程序的框架。包含的功能:处理命令行参数(验证、绑定到配置属性,等等);以及,管理配置信息。支持不同的配置文件格式——Java风格的属性文件、XML文件

对于服务器程序,这个框架提供了对于Unix 守护进程的透明支持。当然,所有的服务器程序也都可以直接从命令行启动,这样便于测试及调试。

Net

POCO的Net库使得妳能够轻易地写出基于网络通信的应用程序。无论妳只是想使用普通的TCP 套接字来发送数据,还是想要一个内置的完整功能的HTTP 服务器,Net 库都能满足妳。

在最底层, Net 库提供了一些套接字类 ,支持: TCP 流;服务器套接字; UDP 套接字;多播套接字; ICMP ;和原始套接字。如果 妳的程序中需要用到安全的套接字,那么,请使用 NetSSL 库,它是利用OpenSSL ( http://www.openssl.org )实现的。 以这些套接字类为基础,提供了两个用来构建TCP 服务器的框架—— 一个用来构建多线程服务器 (对于每个连接 都使用一个线程,该线程取自一个线程池 ,一个用来构建接收 者-响应者( Acceptor-Reactor ) 模式的服务器。 多线程的 Poco::Net::TCPServer 类和它的支持框架,同时也是POCO 的HTTP 服务器实现( Poco::Net::HTTPServer )的基础。 在客户端开 发方面, Net 库提供了起到以下作用的类: 与 HTTP服务器通信 ;使用FTP 协议 发送及接收文件;使用SMTP 协议 发送邮件 (包含附件) ; 从POP3 服务器接收邮件。

将这些东西组合到一起

下面 的示例,展示了利用POCO 库实现的一个简单的HTTP 服务器。 这个服务器会返回一个 HTML文档 ,里面显示的是当前日期和时间。 在这里,用上了应用程序框架, 以开发出一个可以Unix 守护进程的形式运行的服务器程序。当前 , 这个程序也可以在终端中直接启动。 在使用HTTP 服务器框架的过程中,定义 了 TimeRequestHandler 这个类, 它返回一个包含当前日期及时间的HTML 文档,以对来自客户端的请求进行响应。 同时,对于所接收到的每个请求, 都会利用日志框架输出一条日志信息。 为了与TimeRequestHandler 类配套使用,还需要一个工厂类 , TimeRequestHandlerFactory ; 该工厂类的一个实例会被传递给 HTTP服务器对象 。 HTTPTimeServer 这个应用程序类,定义了一个名为help 的命令行参数,具 体做法就是覆盖 了 Poco::Util::ServerApplication 的 defineOptions() 成员函数。另外 , 在启动HTTP 服务器之前, 还会在main() 中(通过 initialize() )读取默认的程序配置文件,并且取得某些配置属性的值。

#include "Poco/Net/HTTPServer.h"

#include "Poco/Net/HTTPRequestHandler.h"

#include "Poco/Net/HTTPRequestHandlerFactory.h"

#include "Poco/Net/HTTPServerParams.h"

#include "Poco/Net/HTTPServerRequest.h"

#include "Poco/Net/HTTPServerResponse.h"

#include "Poco/Net/HTTPServerParams.h"

#include "Poco/Net/ServerSocket.h"

#include "Poco/Timestamp.h"

#include "Poco/DateTimeFormatter.h"

#include "Poco/DateTimeFormat.h"

#include "Poco/Exception.h"

#include "Poco/ThreadPool.h"

#include "Poco/Util/ServerApplication.h"

#include "Poco/Util/Option.h"

#include "Poco/Util/OptionSet.h"

#include "Poco/Util/HelpFormatter.h"

#include <iostream>

 

using Poco::Net::ServerSocket;

using Poco::Net::HTTPRequestHandler;

using Poco::Net::HTTPRequestHandlerFactory;

using Poco::Net::HTTPServer;

using Poco::Net::HTTPServerRequest;

using Poco::Net::HTTPServerResponse;

using Poco::Net::HTTPServerParams;

using Poco::Timestamp;

using Poco::DateTimeFormatter;

using Poco::DateTimeFormat;

using Poco::ThreadPool;

using Poco::Util::ServerApplication;

using Poco::Util::Application;

using Poco::Util::Option;

using Poco::Util::OptionSet;

using Poco::Util::OptionCallback;

using Poco::Util::HelpFormatter;

 

class TimeRequestHandler: public HTTPRequestHandler

{

public:

    TimeRequestHandler(const std::string& format): _format(format)

    {

    }

 

void handleRequest(HTTPServerRequest& request,

                       HTTPServerResponse& response)

    {

        Application& app = Application::instance();

        app.logger().information("Request from "

            + request.clientAddress().toString());

 

        Timestamp now;

std::string dt(DateTimeFormatter::format(now, _format));

 

        response.setChunkedTransferEncoding(true);

        response.setContentType("text/html");

 

std::ostream& ostr = response.send();

        ostr << "<html><head><title>HTTPTimeServer powered by "

"POCO C++ Libraries</title>";

        ostr << "<meta http-equiv= \" refresh \" content= \" \" ></head>";

        ostr << "<body><p style= \" text-align: center; "

"font-size: 48px; \" >";

        ostr << dt;

        ostr << "</p></body></html>";

    }

 

private:

std::string _format;

};

 

class TimeRequestHandlerFactory: public HTTPRequestHandlerFactory

{

public:

    TimeRequestHandlerFactory(const std::string& format):

_format(format)

    {

    }

 

    HTTPRequestHandler* createRequestHandler(

const HTTPServerRequest& request)

    {

if (request.getURI() == "/")

return new TimeRequestHandler(_format);

else

return 0;

    }

 

private:

std::string _format;

};

 

class HTTPTimeServer: public Poco::Util::ServerApplication

{

public:

    HTTPTimeServer(): _helpRequested(false)

    {

    }

 

    ~HTTPTimeServer()

    {

    }

 

protected:

void initialize(Application& self)

    {

        loadConfiguration();

        ServerApplication::initialize(self);

    }

 

void uninitialize()

    {

        ServerApplication::uninitialize();

    }

 

void defineOptions(OptionSet& options)

    {

        ServerApplication::defineOptions(options);

 

        options.addOption(

        Option("help", "h", "display argument help information")

            .required(false)

            .repeatable(false)

            .callback(OptionCallback<HTTPTimeServer>(

this, &HTTPTimeServer::handleHelp)));

    }

 

void handleHelp(const std::string& name,

const std::string& value)

    {

        HelpFormatter helpFormatter(options());

        helpFormatter.setCommand(commandName());

        helpFormatter.setUsage("OPTIONS");

        helpFormatter.setHeader(

"A web server that serves the current date and time.");

        helpFormatter.format(std::cout);

        stopOptionsProcessing();

_helpRequested = true;

    }

 

int main(const std::vector<std::string>& args)

    {

if (!_helpRequested)

        {

unsigned short port = (unsigned short)

                config().getInt("HTTPTimeServer.port", 9980);

std::string format(

                config().getString("HTTPTimeServer.format",

                                   DateTimeFormat::SORTABLE_FORMAT));

 

            ServerSocket svs(port);

            HTTPServer srv(new TimeRequestHandlerFactory(format),

                svs, new HTTPServerParams);

            srv.start();

            waitForTerminationRequest();

            srv.stop();

        }

return Application::EXIT_OK;

    }

 

private:

bool _helpRequested;

};

 

int main(int argc, char** argv)

{

    HTTPTimeServer app;

return app.run(argc, argv);

}

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