利用Boost.Asio提升C++网络编程技术

需积分: 10 198 浏览量更新于2024-07-21 收藏 1.17MB PDF 举报

"《Boost库网络编程》是一本深入讲解如何利用Boost.Asio库进行C++网络编程的专业书籍。该书由John Torjo撰写，他在C++编程领域有着丰富的经验，同时也涉足其他编程语言。书中不仅提供了理论知识，还通过实例展示了如何提升C++编程在网络通信方面的实践能力。在章节安排上，首先介绍了Boost.Asio的基本概念，让读者了解这个强大的库是什么，它的历史背景和关键特性。历史部分讲述了Boost.Asio的发展历程，包括其诞生的原因和在C++网络编程领域的地位。此外，还会介绍所需的依赖，确保读者能够顺利地在自己的环境中构建和使用该库。第一章，即“Boost.Asio入门”，为初学者提供了入门指南，详细解释了如何利用Boost.Asio进行网络编程的基础操作。作者会从基础概念开始，如异步I/O、事件驱动模型、套接字和连接管理，逐步引导读者掌握核心功能。随着阅读的深入，读者将学习到如何编写高效的网络服务端和客户端代码，包括HTTP服务器、TCP聊天应用等实际案例。这不仅有助于提高编程技巧，还能提升对网络通信协议的理解。评审员们如Béla Tibor Bartha和Nicolae Ghimbovschi的专业视角也贯穿全书，他们分享了对本书的评价和建议，为读者提供了额外的学习参考。非主流程序员mmoaay虽然技术方面可能不是顶级，但他的独特视角和实用分享，使得这本书更具有亲和力和实用性。《Boost库网络编程》是一本适合希望在C++网络编程领域深入探索的开发者们的宝贵资源，无论你是初学者还是经验丰富的开发者，都能从中获得有价值的指导和实践技巧。通过本书，读者将了解到如何利用Boost.Asio这个强大的工具来构建高效、可靠的网络应用程序。"

...

}catch(boost::system::system_errore){

//处理错误

}

}

如果使用错误码，你可以使用下面的代码片段很好地检测连接是何时关闭的：

chardata[512];

boost::system::error_codeerror;

size_tlength=sock.read_some(buffer(data),error);

if(error==error::eof)

return;//连接关闭

Boost.Asio的所有错误码都包含在ˆ的命名空间中（以便你创造一个大型的switch来检查错误的原因）。如

果想要了解更多的细节，请参照boost/asio/error.hpp头文件。

当说到Boost.Asio的线程时，我们经常在讨论：

io_service:io_service是线程安全的。几个线程可以同时调用io_service::run()。大多数情况下你可能在

一个单线程函数中调用io_service::run()，这个函数必须等待所有异步操作完成之后才能继续执行。然

而，事实上你可以在多个线程中调用io_service::run()。这会阻塞所有调用io_service::run()的线程。只

要当中任何一个线程调用了io_service::run()，所有的回调都会同时被调用；这也就意味着，当你在一

个线程中调用io_service::run()时，所有的回调都被调用了。

socket:socket类不是线程安全的。所以，你要避免在某个线程里读一个socket时，同时在另外一个线

程里面对其进行写入操作。（通常来说这种操作都是不推荐的，更别说Boost.Asio）。

utility:就utility来说，因为它不是线程安全的，所以通常也不提倡在多个线程里面同时使用。里面的方法

经常只是在很短的时间里面使用一下，然后就释放了。

除了你自己创建的线程，Boost.Asio本身也包含几个线程。但是可以保证的是那些线程不会调用你的代码。

这也意味着，只有调用了io_service::run()方法的线程才会调用回调函数。

除了网络通信，Boost.Asio还包含了其他的I/O功能。

Boost.Asio支持信号量，比如SIGTERM（软件终止）、SIGINT（中断信号）、SIGSEGV（段错误）等

等。你可以创建一个signal_set实例，指定异步等待的信号量，然后当这些信号量产生时，就会调用你的异

步处理程序：

voidsignal_handler(constboost::system::error_code&err,intsignal)

{

//纪录日志，然后退出应用

}

boost::asio::signal_setsig(service,SIGINT,SIGTERM);

sig.async_wait(signal_handler);

如果SIGINT产生，你就能在你的signal_handler回调中捕获到它。

Boost.Asio中的线程

不仅仅是网络通信

deadline_timert(service,boost::posix_time::milliseconds(100));

t.async_wait(&deadline_handler);

service.run();

在上述代码片段中，如果你在超时之前读完了数据，read则被设置成true，这样我们的伙伴就及时地通知了

我们。否则，当deadline_handler被调用时，read还是false，也就意味着我们的操作超时了。

Boost.Asio也支持同步计时器，但是它们通常和一个简单的sleep操作是一样

的。boost::this_thread::sleep(500);这段代码和下面的代码片段完成了同一件事情：

deadline_timert(service,boost::posix_time::milliseconds(500));

t.wait();

你应该已经发现大部分使用Boost.Asio编写的代码都会使用几个io_service的实例。ios_service是这个库里

面最重要的类；它负责和操作系统打交道，等待所有异步操作的结束，然后为每一个异步操作调用其完成

处理程序。

如果你选择用同步的方式来创建你的应用，你则不需要考虑我将在这一节向你展示的东西。你有多种不同

的方式来使用io_service。在下面的例子中，我们有3个异步操作，2个socket连接操作和一个计时器等待操

作：

有一个io_service实例和一个处理线程的单线程例子：

io_serviceservice;//所有socket操作都由service来处理

ip::tcp::socketsock1(service);//allthesocketoperationsarehandledbyservice

ip::tcp::socketsock2(service);sock1.asyncconnect(ep,connect_handler);

sock2.async_connect(ep,connect_handler);

deadline_timert(service,boost::posixtime::seconds(5));

t.async_wait(timeout_handler);

service.run();

有一个io_service实例和多个处理线程的多线程例子：

io_serviceservice;

ip::tcp::socketsock1(service);

ip::tcp::socketsock2(service);

sock1.asyncconnect(ep,connect_handler);

sock2.async_connect(ep,connect_handler);

deadline_timert(service,boost::posixtime::seconds(5));

t.async_wait(timeout_handler);

for(inti=0;i<5;++i)

boost::thread(run_service);

voidrun_service()

{

service.run();

}

有多个io_service实例和多个处理线程的多线程例子：

io_serviceservice[2];

ip::tcp::socketsock1(service[0]);

io_service类

ip::tcp::socketsock2(service[1]);

sock1.asyncconnect(ep,connect_handler);

sock2.async_connect(ep,connect_handler);

deadline_timert(service[0],boost::posixtime::seconds(5));

t.async_wait(timeout_handler);

for(inti=0;i<2;++i)

boost::thread(boost::bind(run_service,i));

voidrun_service(intidx)

{

service[idx].run();

}

首先，要注意你不能拥有多个io_service实例却只有一个线程。下面的代码片段没有任何意义：

for(inti=0;i<2;++i)

service[i].run();

上面的代码片段没有意义是因为service[1].run()需要service[0].run()先结束。因此，所有由service[1]处理的

异步操作都需要等待，这显然不是一个好主意。

在前面的3个方案中，我们在等待3个异步操作结束。为了解释它们之间的不同点，我们假设：过一会操作1

完成，然后接着操作2完成。同时我们假设每一个完成处理程序需要1秒钟来完成执行。

在第一个例子中，我们在一个线程中等待三个操作全部完成，第1个操作一完成，我们就调用它的完成处理

程序。尽管操作2紧接着完成了，但是操作2的完成处理程序需要在1秒钟后，也就是操作1的完成处理程序

完成时才会被调用。

第二个例子，我们在两个线程中等待3个异步操作结束。当操作1完成时，我们在第1个线程中调用它的完成

处理程序。当操作2完成时，紧接着，我们就在第2个线程中调用它的完成处理程序（当线程1在忙着响应操

作1的处理程序时，线程2空闲着并且可以回应任何新进来的操作）。

在第三个例子中，因为操作1是sock1的connect，操作2是sock2的connect，所以应用程序会表现得像第二

个例子一样。线程1会处理sock1connect操作的完成处理程序，线程2会处理sock2的connect操作的完成处

理程序。然而，如果sock1的connect操作是操作1，deadline_timert的超时操作是操作2，线程1会结束正

在处理的sock1connect操作的完成处理程序。因而，deadline_timert的超时操作必须等sock1connect操

作的完成处理程序结束（等待1秒钟），因为线程1要处理sock1的连接处理程序和t的超时处理程序。

下面是你需要从前面的例子中学到的：

第一种情况是非常基础的应用程序。因为是串行的方式，所以当几个处理程序需要被同时调用时，你

通常会遇到瓶颈。如果一个处理程序需要花费很长的时间来执行，所有随后的处理程序都不得不等

待。

第二种情况是比较适用的应用程序。他是非常强壮的——如果几个处理程序被同时调用了（这是有可

能的），它们会在各自的线程里面被调用。唯一的瓶颈就是所有的处理线程都很忙的同时又有新的处

理程序被调用。然而，这是有快速的解决方式的，增加处理线程的数目即可。

第三种情况是最复杂和最难理解的。你只有在第二种情况不能满足需求时才使用它。这种情况一般就

是当你有成千上万实时（socket）连接时。你可以认为每一个处理线程（运行io_service::run()的线

程）有它自己的select/epoll循环；它等待任意一个socket连接，然后等待一个读写操作，当它发现这

种操作时，就执行。大部分情况下，你不需要担心什么，唯一你需要担心的就是当你监控的socket数

目以指数级的方式增长时（超过1000个的socket）。在那种情况下，有多个select/epoll循环会增加应

用的响应时间。

剩余78页未读，继续阅读

sky的音符520

粉丝: 0
资源: 2

利用Boost.Asio提升C++网络编程技术

Boost 网络编程库指南

BOOST库介绍（三）——网络编程相关的库

C++ BOOST::Asio库网络编程源代码

boost asio 网络编程

Boost asio 网络编程中文版

C++网络编程 - Boost::asio异步网络编程 - 01- boost库源码编译安装-附件资源

boost 网络编程 asio

Boost ASIO C++ 网络编程

基于C++11的特性，仿照moduo网络库实现的网络库（，不依赖boost库）muduo库依赖于boost库

理解BOOST库：网络编程中的同步与异步模式

最新资源