C++流的streambuf详解及TCP流的实现

streambuf是C++中I/O操作的核心部分之一，它负责管理输入和输出缓冲区，同时提供一些读取和写入数据的方法，是C++流的基础组件之一。

streambuf类的一个常见用途是实现网络通信中的TCP流。TCP流是指通过TCP协议进行数据传输的数据流，其特点是有序、可靠、面向连接和全双工通信。下面我们来介绍一下如何使用streambuf实现TCP流的读写。

首先，我们需要创建一个socket连接并建立TCP连接，这个过程可以使用C++中的socket API来实现。接着，我们需要创建一个streambuf对象用于管理输入和输出缓冲区。然后我们可以将socket的输入输出流与streambuf对象关联起来，这样就可以使用streambuf提供的接口对输入输出进行管理了。

下面是一个简单的示例代码，展示了如何使用streambuf实现TCP流的读写：

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

using namespace std;

const int BUFFER_SIZE = 1024;

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc <= 2) {
        cout << "Usage: " << basename(argv[0]) << " ip_address port_number" << endl;
        return 1;
    }

    const char* ip = argv[1];
    int port = atoi(argv[2]);

    struct sockaddr_in server_address;
    bzero(&server_address, sizeof(server_address));
    server_address.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET, ip, &server_address.sin_addr);
    server_address.sin_port = htons(port);

    int sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        cout << "socket error" << endl;
        return 1;
    }

    if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address)) < 0) {
        cout << "connect error" << endl;
        return 1;
    }

    char buffer[BUFFER_SIZE];
    memset(buffer, '\0', BUFFER_SIZE);

    streambuf* read_buffer = new streambuf();
    streambuf* write_buffer = new streambuf();

    read_buffer->pubsetbuf(buffer, BUFFER_SIZE);
    write_buffer->pubsetbuf(buffer, BUFFER_SIZE);

    istream input(read_buffer);
    ostream output(write_buffer);

    while (true) {
        cout << "> ";
        string line;
        getline(cin, line);

        if (line == "quit") break;

        output << line << endl;
        output.flush();

        memset(buffer, '\0', BUFFER_SIZE);
        int bytes_read = recv(sockfd, buffer, BUFFER_SIZE - 1, 0);
        if (bytes_read <= 0) {
            cout << "Connection closed by peer" << endl;
            break;
        }

        read_buffer->sputn(buffer, bytes_read);
        string response;
        getline(input, response);

        cout << response << endl;
    }

    close(sockfd);
    delete read_buffer;
    delete write_buffer;

    return 0;
}

在上面的代码中，我们使用了C++中的iostream库来进行输入输出操作。我们创建了两个streambuf对象分别用于管理读取和写入缓冲区。然后我们将这两个streambuf对象与输入和输出流关联起来，这样就可以使用iostream库提供的接口来进行输入输出了。

在主循环中，我们先从终端读取用户输入的数据，并将其写入到输出缓冲区中。接着我们调用output.flush()将输出缓冲区中的数据发送到socket中。然后我们从socket中读取数据，并将其写入到读取缓冲区中。最后，我们从读取缓冲区中读取数据，并输出到终端中。

需要注意的是，上面的代码只是一个简单的示例，实际应用中还需要考虑一些细节问题，比如错误处理、缓冲区溢出等等。