janvy

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boost::asio::ip::tcp实现网络通信的小例子(转载)

Posted on 2010-03-24 20:41 janvy 阅读(24758) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: Boost

服务端:

Boost.Asio是一个跨平台的网络及底层IO的C++编程库,它使用现代C++手法实现了统一的异步调用模型。

头文件

#include <boost/asio.hpp>
            

名空间

using namespace boost::asio;
            

ASIO库能够使用TCP、UDP、ICMP、串口来发送/接收数据,下面先介绍TCP协议的读写操作

对于读写方式,ASIO支持同步和异步两种方式,首先登场的是同步方式,下面请同步方式自我介绍一下:

大家好!我是同步方式!

我的主要特点就是执着!所有的操作都要完成或出错才会返回,不过偶的执着被大家称之为阻塞,实在是郁闷~~(场下一片嘘声),其实这样 也是有好处的,比如逻辑清晰,编程比较容易。

在服务器端,我会做个socket交给acceptor对象,让它一直等客户端连进来,连上以后再通过这个socket与客户端通信, 而所有的通信都是以阻塞方式进行的,读完或写完才会返回。

在客户端也一样,这时我会拿着socket去连接服务器,当然也是连上或出错了才返回,最后也是以阻塞的方式和服务器通信。

有人认为同步方式没有异步方式高效,其实这是片面的理解。在单线程的情况下可能确实如此,我不能利用耗时的网络操作这段时间做别的事 情,不是好的统筹方法。不过这个问题可以通过多线程来避免,比如在服务器端让其中一个线程负责等待客户端连接,连接进来后把socket交给另外的线程去 和客户端通信,这样与一个客户端通信的同时也能接受其它客户端的连接,主线程也完全被解放了出来。

我的介绍就有这里,谢谢大家!

好,感谢同步方式的自我介绍,现在放出同步方式的演示代码(起立鼓掌!):

服务器端

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3.  
  4. using namespace boost::asio;
  5.  
  6. int main(int argc, char* argv[])
  7. {
  8.     // 所有asio类都需要io_service对象
  9.     io_service iosev;
  10.     ip::tcp::acceptor acceptor(iosev, 
  11.         ip::tcp::endpoint(ip::tcp::v4(), 1000));
  12.     for(;;)
  13.     {
  14.         // socket对象
  15.         ip::tcp::socket socket(iosev);
  16.         // 等待直到客户端连接进来
  17.         acceptor.accept(socket);
  18.         // 显示连接进来的客户端
  19.         std::cout << socket.remote_endpoint().address() << std::endl;
  20.         // 向客户端发送hello world!
  21.         boost::system::error_code ec;
  22.         socket.write_some(buffer("hello world!"), ec);
  23.  
  24.         // 如果出错,打印出错信息
  25.         if(ec)
  26.         {
  27.             std::cout << 
  28.                 boost::system::system_error(ec).what() << std::endl;
  29.             break;
  30.         }
  31.         // 与当前客户交互完成后循环继续等待下一客户连接
  32.     }
  33.     return 0;

客户端

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3.  
  4. using namespace boost::asio;
  5.  
  6. int main(int argc, char* argv[])
  7. {
  8.     // 所有asio类都需要io_service对象
  9.     io_service iosev;
  10.     // socket对象
  11.     ip::tcp::socket socket(iosev);
  12.     // 连接端点,这里使用了本机连接,可以修改IP地址测试远程连接
  13.     ip::tcp::endpoint ep(ip::address_v4::from_string("127.0.0.1"), 1000);
  14.     // 连接服务器
  15.     boost::system::error_code ec;
  16.     socket.connect(ep,ec);
  17.     // 如果出错,打印出错信息
  18.     if(ec)
  19.     {
  20.         std::cout << boost::system::system_error(ec).what() << std::endl;
  21.         return -1;
  22.     }
  23.     // 接收数据
  24.     char buf[100];
  25.     size_t len=socket.read_some(buffer(buf), ec);
  26.     std::cout.write(buf, len);
  27.  
  28.     return 0;

从演示代码可以得知

  • ASIO的TCP协议通过boost::asio::ip名 空间下的tcp类进行通信。
  • IP地址(address,address_v4,address_v6)、 端口号和协议版本组成一个端点tcp:: endpoint)。用于在服务器端生成tcp::acceptor对 象,并在指定端口上等待连接;或者在客户端连接到指定地址的服务器上。
  • socket是 服务器与客户端通信的桥梁,连接成功后所有的读写都是通过socket对 象实现的,当socket析 构后,连接自动断 开。
  • ASIO读写所用的缓冲区用buffer函 数生成,这个函数生成的是一个ASIO内部使用的缓冲区类,它能把数组、指针(同时指定大 小)、std::vector、std::string、boost::array包装成缓冲区类。
  • ASIO中的函数、类方法都接受一个boost::system::error_code类 型的数据,用于提供出错码。它可以转换成bool测试是否出错,并通过boost::system::system_error类 获得详细的出错信息。另外,也可以不向ASIO的函数或方法提供 boost::system::error_code,这时如果出错的话就会直 接抛出异常,异常类型就是boost::system:: system_error(它是从std::runtime_error继承的)。
  • 另一个例子::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
  • 我稍稍整理了下,就是加了点注释,很基本的东西,大家可以参考socket的几个流程,我上面也有提示的,希望对大家有所帮助。最后,如果大家有什么好的方法希望能让我也分享下,谢谢!

  • #
    include <boost/asio.hpp>
    #include <boost/bind.hpp>
    #include <boost/shared_ptr.hpp>
    #include <boost/enable_shared_from_this.hpp>
    #include <iostream>
    using boost::asio::ip::tcp;
    #define max_len 1024

    class clientSession
        :public boost::enable_shared_from_this<clientSession>
    {
    public:
        clientSession(boost::asio::io_service& ioservice)
            :m_socket(ioservice)
        {
            memset(data_,'\0',sizeof(data_));
        }
        ~clientSession()
        {}
        tcp::socket& socket()
        {
            return m_socket;
        }
        void start()
        {
            boost::asio::async_write(m_socket,
                boost::asio::buffer("link successed!"),
                boost::bind(&clientSession::handle_write,shared_from_this(),
                boost::asio::placeholders::error));

            /*async_read跟客户端一样,还是不能进入handle_read函数,如果你能找到问题所在,请告诉我,谢谢*/

// --已经解决,boost::asio::async_read(...)读取的字节长度不能大于数据流的长度,否则就会进入

// ioservice.run()线程等待,read后面的就不执行了。
        //boost::asio::async_read(m_socket,boost::asio::buffer(data_,max_len),

        //        boost::bind(&clientSession::handle_read,shared_from_this(),

        //        boost::asio::placeholders::error));


        //max_len可以换成较小的数字,就会发现async_read_some可以连续接收未收完的数据

        m_socket.async_read_some(boost::asio::buffer(data_,max_len),
                boost::bind(&clientSession::handle_read,shared_from_this(),
                boost::asio::placeholders::error));
    }
private:
    void handle_write(const boost::system::error_code& error)
    {
        
        if(error)
        {
            m_socket.close();
        }
        
    }
    void handle_read(const boost::system::error_code& error)
    {
        
        if(!error)
        {
            std::cout << data_ << std::endl;
            //boost::asio::async_read(m_socket,boost::asio::buffer(data_,max_len),

            //    boost::bind(&clientSession::handle_read,shared_from_this(),

            //    boost::asio::placeholders::error));

            m_socket.async_read_some(boost::asio::buffer(data_,max_len),
                boost::bind(&clientSession::handle_read,shared_from_this(),
                boost::asio::placeholders::error));
        }
        else
        {
            m_socket.close();
        }
    
    }
private:
    tcp::socket m_socket;
    char data_[max_len];
};


class serverApp
{
    typedef boost::shared_ptr<clientSession> session_ptr;
public:
    serverApp(boost::asio::io_service& ioservice,tcp::endpoint& endpoint)
        :m_ioservice(ioservice),
        acceptor_(ioservice,endpoint)
    {
        session_ptr new_session(new clientSession(ioservice));
        acceptor_.async_accept(new_session->socket(),
            boost::bind(&serverApp::handle_accept,this,boost::asio::placeholders::error,
            new_session));
    }
    ~serverApp()
    {
    }
private:
    void handle_accept(const boost::system::error_code& error,session_ptr& session)
    {
        if(!error)
        {
            std::cout << "get a new client!" << std::endl;
            //实现对每个客户端的数据处理

            session->start();
            //在这就应该看出为什么要封session类了吧,每一个session就是一个客户端

            session_ptr new_session(new clientSession(m_ioservice));
            acceptor_.async_accept(new_session->socket(),
            boost::bind(&serverApp::handle_accept,this,boost::asio::placeholders::error,
            new_session));
        }
    }
private:
    boost::asio::io_service& m_ioservice;
    tcp::acceptor acceptor_;
};

int main(int argc , char* argv[])
{
    boost::asio::io_service myIoService;
    short port = 8100/*argv[1]*/;
    //我们用的是inet4

    tcp::endpoint endPoint(tcp::v4(),port);
    //终端(可以看作sockaddr_in)完成后,就要accept了

    serverApp sa(myIoService,endPoint);
    //数据收发逻辑

    myIoService.run();
    return 0;
}


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