boost.asio系列——socket编程

asio的主要用途还是用于socket编程，本文就以一个tcp的daytimer服务为例简单的演示一下如何实现同步和异步的tcp socket编程。

客户端

客户端的代码如下：

#include <iostream>
#include
<boost/array.hpp>
#include
<boost/asio.hpp>

using boost::asio::ip::tcp;

int main(int
argc, char* argv[])
{
try
{
boost::asio::io_service io_service;
tcp::endpoint end_point(boost::asio::ip::address::from_string("127.0.0.1"), 3200);

tcp::socketsocket(io_service);
socket.connect(end_point);

for (;;)
{
boost::array<char, 128> buf;
boost::system::error_code error;

size_t len = socket.read_some(boost::asio::buffer(buf), error);

if (error == boost::asio::error::eof)
break; // Connection closed cleanly by peer.
else
if (error)
throw boost::system::system_error(error); // Some other error.

std::cout.write(buf.data(), len);
}
}
catch (std::exception& e)
{
std::cerr << e.what() << std::endl;
}

return 0;
}

主要流程如下：

通过tcp::socket类定义一个tcp client对象socket

通过connect函数连接服务器，打开socket连接。

通过read_some函数来读数据

另外，还可以通过write_some来写数据，通过close来关闭socket连接（这里是通过释放socket对象隐式释放连接）。

服务器

服务器代码如下：

#include
<ctime>
#include
<iostream>
#include
<string>
#include
<boost/asio.hpp>

using
namespace boost;
using boost::asio::ip::tcp;

int main()
{
try
{
asio::io_service io_service;
tcp::acceptor acceptor(io_service, tcp::endpoint(tcp::v4(), 3200));

for (;;)
{
tcp::socket socket(io_service);
acceptor.accept(socket);

time_t now = time(0);
std::string message = ctime(&now);

system::error_code ignored_error;
socket.write_some(asio::buffer(message), ignored_error);
}
}
catch (std::exception& e)
{
std::cerr << e.what() << std::endl;
}

return 0;
}

主要流程如下：

通过tcp::acceptor类创建一个tcp server对象，并绑定端口（也可以不在构造器中自动绑定，而通过bind函数手动绑定）

通过accept函数获取远端连接

通过远端连接的write_some函数将数据发往客户端

异步服务器

前面的服务器是同步版本，在大并发的场景下一般需要用到异步socket。服务器的异步版本如下：

#include
<ctime>
#include
<iostream>
#include
<string>
#include
<memory>
#include
<functional>
#include
<boost/asio.hpp>

using boost::asio::ip::tcp;
using
namespace std;

void process_client(shared_ptr<tcp::socket> client)
{
time_t now = time(0);
shared_ptr<string> message(new
string(ctime(&now)));

auto callback = [=](const boost::system::error_code& err ,size_t
size)
{
if ((int)size == message->length())
cout << "write completed" << endl;
};

client->async_send(boost::asio::buffer(*message), callback);
}

typedef
function<void (const boost::system::error_code&)> accept_callback;
void start_accept(tcp::acceptor& server)
{
shared_ptr<tcp::socket> client(new
tcp::socket(server.get_io_service()));
accept_callback callback = [&server, client](const boost::system::error_code& error)
{
if (!error)
process_client(client);

start_accept(server);
};

server.async_accept(*client, callback);
}

int main()
{
try
{
boost::asio::io_service io_service;
tcp::acceptor acceptor(io_service, tcp::endpoint(tcp::v4(), 3200));
start_accept(acceptor);
io_service.run();
}
catch (std::exception& e)
{
std::cerr << e.what() << std::endl;
}
return 0;
}

这个异步版本的逻辑倒不是很复杂，基本上和.net中传统的异步socket相似，不过需要注意的是，由于c++中内存需要自己管理，而asio框架也没有提供任何管理机制，因此需要注意async_accept、async_send等函数的参数生命周期，切记不能在里面传入栈变量的引用。如果是堆变量，需要确保释放，本例中我是通过share_ptr来实现的自动释放。

更多的示例请参看asio官方文档。