c++异步I/O详细讲述

C++中的异步I/O允许程序在等待I/O操作完成时执行其他任务，从而提高程序的效率和性能。异步I/O可以通过以下两种方式实现：

1. 回调函数

在C++中，可以使用回调函数来实现异步I/O。当一个I/O操作完成时，操作系统会调用事先注册的回调函数，通知程序I/O操作已经完成，然后程序可以继续执行其他任务。回调函数通常在I/O操作发起时被注册，并且需要传入一个指向该函数的指针。

使用回调函数的一个例子是boost.asio库。该库提供了一套异步I/O的API，可以通过回调函数来处理异步I/O操作的完成。以下是一个简单的使用boost.asio库的异步读取文件的示例：

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

void read_handler(const boost::system::error_code& ec, std::size_t bytes_transferred)
{
    if (!ec)
    {
        std::cout << "Read " << bytes_transferred << " bytes\n";
    }
}

int main()
{
    boost::asio::io_service io_service;
    boost::asio::posix::stream_descriptor descriptor(io_service, ::dup(STDIN_FILENO));

    std::vector<char> buffer(1024);
    descriptor.async_read_some(boost::asio::buffer(buffer), read_handler);

    io_service.run();

    return 0;
}

在上述示例中，异步读取文件的操作是通过`descriptor.async_read_some()`函数发起的，该函数会在I/O操作完成时调用`read_handler()`函数进行回调处理。

2. 异步操作对象

另一种实现异步I/O的方式是使用异步操作对象。异步操作对象是一个包含I/O操作和回调函数的对象，当I/O操作完成时，操作对象会自动调用回调函数进行回调处理。异步操作对象通常是通过某个I/O库或框架提供的。

使用异步操作对象的一个例子是Boost.Beast库中的`async_read_some()`函数。该函数会在I/O操作完成时自动调用回调函数进行回调处理。以下是一个简单的使用Boost.Beast库的异步读取HTTP消息的示例：

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

void read_handler(const boost::system::error_code& ec, std::size_t bytes_transferred)
{
    if (!ec)
    {
        std::cout << "Read " << bytes_transferred << " bytes\n";
    }
}

int main()
{
    boost::asio::io_service io_service;
    boost::asio::ip::tcp::socket socket(io_service);

    boost::beast::http::request<boost::beast::http::string_body> request;
    std::vector<boost::asio::mutable_buffer> buffers = request.prepare(boost::beast::http::max_request_size);

    socket.async_read_some(buffers, read_handler);

    io_service.run();

    return 0;
}

在上述示例中，异步读取HTTP消息的操作是通过`socket.async_read_some()`函数发起的，该函数会在I/O操作完成时自动调用`read_handler()`函数进行回调处理。

总之，异步I/O是一种提高程序效率和性能的重要方式，可以通过回调函数或异步操作对象来实现。在C++中，可以使用boost.asio库、Boost.Beast库或其他I/O库来进行异步I/O编程。