1、前置使用条件:需包含相应的头文件、注意命名空间的使用。
2、核心类io_service,asio的任何操作需要io_service的参与。
同步模式下,程序流程一步一步的流水执行,需要io的,等待io完成返回再下一步执行。
异步模式下,由io_service提交io异步执行,程序不用等待io返回直接执行下一条语句。异步执行由io_service的run()函数负责检测io返回并通知预先注册的回调句柄(可理解为回调函数),由回调句柄执行io返回的后续动作。
3、handler回调句柄,异步模式下io_service::run()函数负责检查IO返回并触发句柄函数的调用。
4、io_service::strand类。io_service::run()在多个线程中被调用时,怎么保证handler回调句柄函数正确执行?这时strand类就派上用场了。通常用成员函数wrap()函数对一个handler函数进行包装,保证线程安全地在strand中执行。
5、io_service::work类,主要目的是阻止io_service::run()函数的返回,不使用work的情况下,io_service::run()函数检测(并提交相应的回调句柄执行)完所有已注册的IO事件后,run()本身函数也执行完毕并返回。使用work之后,run()函数不返回而继续等待将来可能发生的异步事件。
6、mutable_buffer和const_buffer
通常使用buffer()函数对array、vector、string等类型数据进行包装,打包成一个buffer对象。
7、错误处理,有两种方式。一是在异步操作函数中提供error_code&的输出参数,调用后检查该参数是否发生了错误。另一种方式是try-catch块捕获抛出的错误。
8、跟踪日志。异步执行流程正常很跟踪。asio提供了handler的跟踪机制。在头文件<boost/asio.hpp>前定义宏BOOST_ASIO_ENABLE_HANDLER_TRACKING,它将向标准流cerr输出日志。可以使用操作系统的重定向写入到文件。
不废话,看代码。
int main()
{
io_service io; //定义io_server对象
//io_service::work w(io);
signal_set sig(io, SIGINT, SIGUSR1); //定义signal_set 对象
cout << "add:" << SIGINT << "," << SIGUSR1 << endl;
//signal_set sig(io) //等价这个对象定义和以下两行add函数
//sig.add(SIGINT);
//sig.add(SIGUSR1);
//定义回调句柄
auto handler1 =[&](const error_code& ec, int n){
if(ec){
cout << ec.message() << endl;
return;
}
if(n != SIGINT){return;}
cout << "handler1 recv = " << n << endl;
cout << "do something" << endl;
//w.~work();
};
typedef void(handler_type)(const error_code&, int);
function<handler_type> handler2 = [&](const error_code& ec, int n){
if(n != SIGUSR1){return;}
cout << "handler2 recv = " << n << endl;
sig.async_wait(handler1);
sig.async_wait(handler2);
};
sig.async_wait(handler1); //注册信号回调句柄
sig.async_wait(handler2);
io.run();//异步检测处理,捕获到相应信号,将调用句柄函数执行
cout << "io stoped" << endl;
}
//同步模式使用计时器
void case1()
{
io_service io;//定义io_server对象
steady_timer t(io, 500_ms); //定义定时器
cout << t.expires_at() << endl;
cout << t.expires_from_now() << endl;
t.wait();//同步等待定时器计时结束再执行下一条语句
cout << "hello asio1" << endl;
}
//异步模式使用计时器
void case2()
{
io_service io;
steady_timer t(io, 500_ms);
//注册计时器异步处理的回调句柄
t.async_wait(
[](const error_code& ec) {
cout << "hello asio2" << endl;
});
io.run();//检测异步处理
}
asio库支持TCP、UDP、ICMP通信协议,在boost::asio::ip下有足够的函数和类组成易用且健壮的网络库实现网络通信的支持。
3.1.1 tcp类,实现tcp协议规范。主要用作模板的类型参数,最终可生成tcp协议下的某个对象,如 basic_endpoint<tcp> endpoint定义一个tcp协议的endpoint对象。
3.1.2 address类,实现网络地址的封装。通常用静态函数from_string()从字符串得到ip地址对象,to_string()转为字符串
3.1.3 endpoint类,IP地址+端口号构成一个socket端点。boost::asio::ip::tcp::endpoint来表示。主要用法是通过构造函数创建一个可用于socket通信的端点对象。端点的地址和端口号可用address()、port()获得。
3.1.4 socket类,是tcp通信的基本类,实质是basic_stream_socket<tcp> ,tcp协议的basic_stream_socket特化类。
3.1.5 acceptor类,boost::asio::ip::tcp::acceptor,是basic_socket_acceptor的tcp特化,用于服务器,在指定的端口号接受连接,由accept()成员函数负责接受新的连接并将连接成功的socket以引用参数的形式输出。
3.1.6 resolver类,解释网络地址。主要用来解释网址获得可用的IP地址,从而可得到address对象。
少废话,看代码,服务端:
int main()
try
{
typedef ip::tcp::acceptor acceptor_type;
typedef ip::tcp::endpoint endpoint_type;
typedef ip::tcp::socket socket_type;
io_service io;//io_server对象
acceptor_type acceptor(io, endpoint_type(ip::tcp::v4(), 6688)); //acceptor对象(注有多种构造函数形式,这是其中一种形式)
cout << acceptor.local_endpoint().address() << endl;
for(;;)
{
socket_type sock(io);//定义socket对象
acceptor.accept(sock);//阻塞直到收到新的socket连接,并将socket连接对象由引用参数输出
cout << "client:";
cout << sock.remote_endpoint().address()<<":"<<sock.remote_endpoint().port()<< endl;
sock.send(buffer("hello asio"));
}
}
catch (std::exception& e)
{
cout << e.what() << endl;
}
客户端:
int main()
try
{
typedef ip::tcp::endpoint endpoint_type;
typedef ip::tcp::socket socket_type;
typedef ip::address address_type;
io_service io; //io_server对象
socket_type sock(io); //socket对象
endpoint_type ep(address_type::from_string("127.0.0.1"), 6688);//端点
sock.connect(ep);//socket连接端点,同步的,要么连接成功返回,要么抛出异常
cout << sock.available() << endl;
//vector<char> str(sock.available() + 1, 0);
//sock.receive(buffer(str));
//cout << "recive from " << sock.remote_endpoint().address();
//cout << &str[0] << endl;
vector<char> str(5,0);
error_code ec;
for(;;)
{
sock.read_some(buffer(str), ec); //socket读取内容
if(ec)
{
break;
}
cout << &str[0];
}
cout << endl;
}
catch (std::exception& e)
{
cout << e.what() << endl;
}
与同步TCP通信的主要差异是:1、服务器端的阻塞accept()改成异步的async_accept(),同步异步都是由引用参数输出socket对象,异步的参数多一个回调句柄。2、客户端的阻塞connect()改为异步的async_connect()。代码略。