boost::asio 的同、异步方式

转自：http://blog.csdn.net/zhuky/archive/2010/03/10/5364574.aspx

Boost.Asio是一个跨平台的网络及底层IO的C++编程库，它使用现代C++手法实现了统一的异步调用模型。

头文件

#include <boost/asio.hpp>

名空间

using namespace boost::asio;

ASIO库能够使用TCP、UDP、ICMP、串口来发送/接收数据，下面先介绍TCP协议的读写操作

对于读写方式，ASIO支持同步和异步两种方式，首先登场的是同步方式，下面请同步方式自我介绍一下：

大家好！我是同步方式！

我的主要特点就是执着！所有的操作都要完成或出错才会返回，不过偶的执着被大家称之为阻塞，实在是郁闷~~（场下一片嘘声），其实这样也是有好处的，比如逻辑清晰，编程比较容易。

在服务器端，我会做个socket交给acceptor对象，让它一直等客户端连进来，连上以后再通过这个socket与客户端通信，而所有的通信都是以阻塞方式进行的，读完或写完才会返回。

在客户端也一样，这时我会拿着socket去连接服务器，当然也是连上或出错了才返回，最后也是以阻塞的方式和服务器通信。

有人认为同步方式没有异步方式高效，其实这是片面的理解。在单线程的情况下可能确实如此，我不能利用耗时的网络操作这段时间做别的事情，不是好的统筹方法。不过这个问题可以通过多线程来避免，比如在服务器端让其中一个线程负责等待客户端连接，连接进来后把socket交给另外的线程去和客户端通信，这样与一个客户端通信的同时也能接受其它客户端的连接，主线程也完全被解放了出来。

我的介绍就有这里，谢谢大家！

好，感谢同步方式的自我介绍，现在放出同步方式的演示代码(起立鼓掌!):

服务器端

#include <iostream>
#include <boost/asio.hpp>
 usingnamespace boost::asio;
int main(int argc,char* argv[])
{
    // 所有asio类都需要io_service对象
     io_service iosev;
     ip::tcp::acceptor acceptor(iosev,
         ip::tcp::endpoint(ip::tcp::v4(), 1000));
     for(;;)
      {
        // socket对象
          ip::tcp::socket socket(iosev);
         // 等待直到客户端连接进来
          acceptor.accept(socket);
         // 显示连接进来的客户端
          std::cout << socket.remote_endpoint().address() << std::endl;
        // 向客户端发送hello world!
          boost::system::error_code ec;
         socket.write_some(buffer("hello world!"), ec);
        // 如果出错，打印出错信息
         if(ec)
          {
             std::cout <<
                 boost::system::system_error(ec).what() << std::endl;
            break;
         }
        // 与当前客户交互完成后循环继续等待下一客户连接
      }
     return0;
}

客户端

#include <iostream>
#include <boost/asio.hpp>
usingnamespace boost::asio;
int main(int argc,char* argv[])
{
     // 所有asio类都需要io_service对象
     io_service iosev;
     // socket对象
     ip::tcp::socket socket(iosev);
     // 连接端点，这里使用了本机连接，可以修改IP地址测试远程连接
      ip::tcp::endpoint ep(ip::address_v4::from_string("127.0.0.1"), 1000);
     // 连接服务器
      boost::system::error_code ec;
      socket.connect(ep,ec);
    // 如果出错，打印出错信息
     if(ec)
     {
         std::cout << boost::system::system_error(ec).what() << std::endl;
         return-1;
     }
     // 接收数据
    charbuf[100];
     size_tlen=socket.read_some(buffer(buf), ec);
      std::cout.write(buf, len);
     return0;
}

从演示代码可以得知

ASIO的TCP协议通过boost::asio::ip名空间下的tcp类进行通信。
IP地址（address,address_v4,address_v6）、端口号和协议版本组成一个端点（tcp:: endpoint）。用于在服务器端生成tcp::acceptor对象，并在指定端口上等待连接；或者在客户端连接到指定地址的服务器上。
socket是服务器与客户端通信的桥梁，连接成功后所有的读写都是通过socket对象实现的，当socket析构后，连接自动断开。
ASIO读写所用的缓冲区用buffer函数生成，这个函数生成的是一个ASIO内部使用的缓冲区类，它能把数组、指针（同时指定大小）、std::vector、std::string、boost::array包装成缓冲区类。
ASIO中的函数、类方法都接受一个boost::system::error_code类型的数据，用于提供出错码。它可以转换成bool测试是否出错，并通过boost::system::system_error类获得详细的出错信息。另外，也可以不向ASIO的函数或方法提供 boost::system::error_code，这时如果出错的话就会直接抛出异常，异常类型就是boost::system:: system_error(它是从std::runtime_error继承的)。

嗯？异步方式好像有点坐不住了，那就请异步方式上场，大家欢迎...

大家好，我是异步方式

和同步方式不同，我从来不花时间去等那些龟速的IO操作，我只是向系统说一声要做什么，然后就可以做其它事去了。如果系统完成了操作，系统就会通过我之前给它的回调对象来通知我。

在ASIO库中，异步方式的函数或方法名称前面都有“async_” 前缀，函数参数里会要求放一个回调函数（或仿函数）。异步操作执行后不管有没有完成都会立即返回，这时可以做一些其它事，直到回调函数（或仿函数）被调用，说明异步操作已经完成。

在ASIO中很多回调函数都只接受一个boost::system::error_code参数，在实际使用时肯定是不够的，所以一般使用仿函数携带一堆相关数据作为回调，或者使用boost::bind来绑定一堆数据。

另外要注意的是，只有io_service类的run()方法运行之后回调对象才会被调用，否则即使系统已经完成了异步操作也不会有任务动作。

好了，就介绍到这里，下面是我带来的异步方式TCP Helloworld服务器端:

#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/asio.hpp>
#include <boost/bind.hpp>
#include <boost/smart_ptr.hpp>
usingnamespace boost::asio;
usingboost::system::error_code;
usingip::tcp;
structCHelloWorld_Service{
     CHelloWorld_Service(io_service &iosev)
          :m_iosev(iosev),m_acceptor(iosev, tcp::endpoint(tcp::v4(), 1000))
     {
      }
    voidstart()
     {
        // 开始等待连接（非阻塞）
         boost::shared_ptr<tcp::socket> psocket(newtcp::socket(m_iosev));
        // 触发的事件只有error_code参数，所以用boost::bind把socket绑定进去
         m_acceptor.async_accept(*psocket,
             boost::bind(&CHelloWorld_Service::accept_handler,this, psocket, _1)
             );
     }
    // 有客户端连接时accept_handler触发
    voidaccept_handler(boost::shared_ptr<tcp::socket> psocket, error_code ec)
      {
        if(ec)return;
        // 继续等待连接
        start();
        // 显示远程IP
        std::cout << psocket->remote_endpoint().address() << std::endl;
        // 发送信息(非阻塞)
        boost::shared_ptr<std::string> pstr(newstd::string("hello async world!"));
         psocket->async_write_some(buffer(*pstr),
             boost::bind(&CHelloWorld_Service::write_handler,this, pstr, _1, _2)
            );
     }
    // 异步写操作完成后write_handler触发
   voidwrite_handler(boost::shared_ptr<std::string> pstr,
         error_code ec,size_t bytes_transferred)
     {
        if(ec)
             std::cout<<"发送失败!" << std::endl;
        else
              std::cout<< *pstr <<" 已发送" << std::endl;
      }
private:
     io_service &m_iosev;
     ip::tcp::acceptor m_acceptor;
 };
 intmain(int argc, char* argv[])
 {
    io_service iosev;
    CHelloWorld_Service sev(iosev);
    // 开始等待连接
    sev.start();
    iosev.run();
    return0;
}

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