boost::asio实现一个echo服务器

时间：2021-09-24 08:59:10

以前使用ACE实现Server框架，但是觉得太笨重，决定采用boost.asio来写服务器程序： 
1.服务器构建在linux上面；当然也可以在windows下运行 
2.io部分采用非阻塞模式、业务逻辑部分采用同步线程池实现 
3.封装io操作及状态，用户应用程序无需关心io详细操作

所以决定采用boost::asio框架来写服务器：

boost::asio::io_service提供了核心IO功能、和异步IO对象，它包括： 
boost::asio::ip::tcp::socket 
boost::asio::ip::tcp::acceptor 
boost::asio::ip::udp::socket 
boost::asio::deadline_timer 
io_service支持线程安全、共享对象安全；调用run()函数未完成时会引发reset();

boost.asio异步方式的函数前面都加有async_前缀，函数参数中会要求放入一个回调函数（或仿函数）；异步操作执行完后无论有没有完成都会立即返回，这时候可以处理其他事情，等到回调函数被调用就说明异步操作已经完毕。 
boost.asio的很多回调函数值接收boost::system::error_code参数，在实际使用中是不够的，所以一般的仿函数都会携带一堆数据作为回调，或使用boost::bind来绑定一堆数据。 
只有boost.asio.run()运行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何动作！





//下面是一个异步模式的简单的Tcp echo服务器

#include <iostream>

#include <string>

#include <boost/asio.hpp>

#include <boost/bind.hpp>

#include <boost/smart_ptr.hpp>

using namespace boost::asio;

using boost::system::error_code;

using ip::tcp;

struct CHelloWorld_Service

{

    //类的初始化创建：设置io_service, 设置1000端口

    CHelloWorld_Service(io_service &iosev)

         :m_iosev(iosev),m_acceptor(iosev, tcp::endpoint(tcp::v4(), ))

    {

    }

    //创建一个tcp的socket；且还是侦听

    void start()

    {

        // 开始等待连接（非阻塞）

         boost::shared_ptr<tcp::socket> psocket(new tcp::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

    void accept_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(new std::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

    void write_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;

};

int main(int argc, char* argv[])

{

     //建立io服务器

     io_service iosev;

     CHelloWorld_Service sev(iosev);

    //开始侦听socket的连接；和开始接收远程数据

     sev.start();

     //开始执行回调函数

     iosev.run();

    return ;

}






例子分析： 
1.调用sev.start()开始接受客户端连接。async_accept()其实就是注册了一个回调函数；所以它会立即返回。 
2.iosev.run()方法是一个循环，负责分发异步回调函数，只有当所有的异步操作执行完后才会返回。 
3.为了保证start()中的m_accptor.async_accept操作所用的socket在整个异步操作期间都是有效的，而且以后所有的客户端连接进来后该socket都是有效地，这里的解决办法是使用一个带计数的智能指针，shared_ptr，并将该指针绑定到回调函数上。该智能指针的生存周期等同于sev的生存周期。 
4.一旦有客户端连接，回调函数accept_handler()就会执行，在该函数中首先调用start()继续异步等待其他客户端连接；然后使用start()绑定进来的socket进行接收远程客户端的连接 
5.例子程序中发送数据也使用了异步模式async_write_some,同样需要保证整个异步发送期间缓冲区的有效性，所以使用了shared_ptr<string>参数 
6.对于客户端connect, read_some前面也可加入async_前缀，按照异步方式执行；
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