C++ boost::asio编程-异步TCP详解及实例代码

下面我将详细介绍一下“C++ boost::asio编程-异步TCP详解及实例代码”的完整攻略，包括相关知识点和两个示例说明。

一、boost::asio异步编程基础

1.1 异步和同步

同步：调用函数后程序会等待函数返回结果后再执行下一步操作。
异步：调用函数后程序不会等待函数返回结果，而是立即执行下一步操作。函数的返回结果则由另一个线程或者回调函数处理并通知调用者。

1.2 boost::asio库

boost::asio是一个跨平台的C++库，用于实现高效的网络编程。它提供了异步I/O操作、网络协议、定时器、序列化和其他常用工具，方便用户在C++中实现高效的网络编程。

在使用boost::asio进行网络编程时，需要掌握以下几个概念：

io_context：是一个消息队列，用于处理I/O事件和任务。boost::asio的所有异步操作都依赖于io_context对象。
socket：是一个操作系统提供的基本概念，用于在网络中传输数据。boost::asio中的socket类封装了系统的socket。
endpoint：定义了socket的网络地址，包括IP地址和端口号。
buffer：用于存储数据的缓冲区。boost::asio中提供了多种缓冲区类型，例如mutable_buffer和const_buffer。

二、异步TCP编程实例

下面通过两个示例来说明如何使用boost::asio实现异步TCP编程。

2.1 示例一：异步TCP客户端

异步TCP客户端的主要实现步骤如下：

创建一个io_context对象。

boost::asio::io_context io_context;

创建一个TCP socket并连接服务器端。连接操作是异步的，连接成功或失败都会通过回调函数通知代码。

boost::asio::ip::tcp::socket socket(io_context);
boost::asio::ip::tcp::endpoint endpoint(boost::asio::ip::make_address("127.0.0.1"), 5555);
socket.async_connect(endpoint, [&](const boost::system::error_code& error) {
    if (!error) {
        std::cout << "Connected to server" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Connect failed: " << error.message() << std::endl;
    }
});

向服务器端发送数据。发送数据也是异步的操作，操作结果通过回调函数返回。

std::string message = "Hello, world!";
boost::asio::async_write(socket, boost::asio::buffer(message), [&](const boost::system::error_code& error, std::size_t bytes_transferred) {
    if (!error) {
        std::cout << "Sent " << bytes_transferred << " bytes" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Send failed: " << error.message() << std::endl;
    }
});

完整的异步TCP客户端示例代码如下：

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

int main() {
    boost::asio::io_context io_context;

    boost::asio::ip::tcp::socket socket(io_context);
    boost::asio::ip::tcp::endpoint endpoint(boost::asio::ip::make_address("127.0.0.1"), 5555);
    socket.async_connect(endpoint, [&](const boost::system::error_code& error) {
        if (!error) {
            std::cout << "Connected to server" << std::endl;

            std::string message = "Hello, world!";
            boost::asio::async_write(socket, boost::asio::buffer(message), [&](const boost::system::error_code& error, std::size_t bytes_transferred) {
                if (!error) {
                    std::cout << "Sent " << bytes_transferred << " bytes" << std::endl;
                } else {
                    std::cout << "Send failed: " << error.message() << std::endl;
                }

                socket.close();
                io_context.stop();
            });
        } else {
            std::cout << "Connect failed: " << error.message() << std::endl;
            io_context.stop();
        }
    });

    io_context.run();

    return 0;
}

2.2 示例二：异步TCP服务器

异步TCP服务器的主要实现步骤如下：

创建一个io_context对象和TCP监听器。

boost::asio::io_context io_context;
boost::asio::ip::tcp::acceptor acceptor(io_context, boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(), 5555));

在acceptor上异步等待连接。连接成功或失败都会通过回调函数通知代码。

boost::asio::ip::tcp::socket socket(io_context);
acceptor.async_accept(socket, [&](const boost::system::error_code& error) {
    if (!error) {
        std::cout << "Accepted new connection" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Accept failed: " << error.message() << std::endl;
    }
});

从socket读取数据。socket是异步的，读取操作结果通过回调函数返回。

std::vector<char> buffer(1024);
socket.async_read_some(boost::asio::buffer(buffer), [&](const boost::system::error_code& error, std::size_t bytes_transferred) {
    if (!error) {
        std::cout << "Received " << bytes_transferred << " bytes: " << std::string(buffer.data(), bytes_transferred) << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Read failed: " << error.message() << std::endl;
    }

    socket.close();
    io_context.stop();
});

完整的异步TCP服务器示例代码如下：

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

int main() {
    boost::asio::io_context io_context;
    boost::asio::ip::tcp::acceptor acceptor(io_context, boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(), 5555));

    boost::asio::ip::tcp::socket socket(io_context);
    acceptor.async_accept(socket, [&](const boost::system::error_code& error) {
        if (!error) {
            std::cout << "Accepted new connection" << std::endl;

            std::vector<char> buffer(1024);
            socket.async_read_some(boost::asio::buffer(buffer), [&](const boost::system::error_code& error, std::size_t bytes_transferred) {
                if (!error) {
                    std::cout << "Received " << bytes_transferred << " bytes: " << std::string(buffer.data(), bytes_transferred) << std::endl;
                } else {
                    std::cout << "Read failed: " << error.message() << std::endl;
                }

                socket.close();
                io_context.stop();
            });
        } else {
            std::cout << "Accept failed: " << error.message() << std::endl;
            io_context.stop();
        }
    });

    io_context.run();

    return 0;
}

以上就是boost::asio异步TCP编程的完整攻略和两个示例说明，希望对你有所帮助。

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