boost入门（四）:Asio实现网络通信

前言

上篇介绍了Asio的简单应用，这篇接着介绍Asio如何实现网络通信。

TCP 通信

服务端同步TCP通信

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/asio.hpp>

using boost::asio::ip::tcp;

//创建返回给客户端的信息
std::string make_daytime_string()
{
    using namespace std; 
    time_t now = time(0);
    return ctime(&now);
}

int main()
{
    try
    {
        // 创建I\O执行上下文
        boost::asio::io_context io_context;
        //创建acceptor来监听新的连接，监听TCP IPV4 13端口
        tcp::acceptor acceptor(io_context, tcp::endpoint(tcp::v4(), 13));
        //循环
        for (;;)
        {
            //创建I\O对象
            tcp::socket socket(io_context);
            //传给acceptor，让acceptor调用I\O对象的方法
            //只有当有新连接时，这个函数才会返回
            acceptor.accept(socket);
            // 得到回传的数据
            std::string message = make_daytime_string();

            boost::system::error_code ignored_error;
            // 向socket写入回传的数据
            boost::asio::write(socket, boost::asio::buffer(message), ignored_error);
        }
    }
    catch (std::exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

客户端同步TCP通信

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

using boost::asio::ip::tcp;

int main()
{
    try
    {
        const char* ip = "127.0.0.1";
        //I\O 执行上下文
        boost::asio::io_context io_context;
        //TCP 解析器
        tcp::resolver resolver(io_context);
        // 和getaddrinfo相同
        tcp::resolver::results_type endpoints =
            resolver.resolve(ip, "13");

        tcp::socket socket(io_context);
        // 连接服务
        boost::asio::connect(socket, endpoints);
        //循环
        for (;;)
        {
            boost::array<char, 128> buf;
            boost::system::error_code error;
            //从socket读取信息
            size_t len = socket.read_some(boost::asio::buffer(buf), error);

            if (error == boost::asio::error::eof)
                break; // 连接已被关闭
            else if (error)
                throw boost::system::system_error(error); // 出现错误
            //输出回传的信息
            std::cout.write(buf.data(), len);
        }
    }
    catch (std::exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

这两个项目可以进行通信，先运行服务端，然后再运行客户端。

服务端异步TCP通信

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/bind/bind.hpp>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <boost/enable_shared_from_this.hpp>
#include <boost/asio.hpp>

using boost::asio::ip::tcp;
//返回当前时间字符串
std::string make_daytime_string()
{
    using namespace std; 
    time_t now = time(0);
    return ctime(&now);
}

//enable_shared_from_this保证new_connection对象只要有引用不会被回收
class tcp_connection
    : public boost::enable_shared_from_this<tcp_connection>
{
public:
    // 共享指针
    typedef boost::shared_ptr<tcp_connection> pointer;

    static pointer create(boost::asio::io_context& io_context)
    {
        // 创建I\O socket对象
        return pointer(new tcp_connection(io_context));
    }
    // 返回socket I\O对象
    tcp::socket& socket()
    {
        return socket_;
    }
    // 处理接收的连接
    void start()
    {
        message_ = make_daytime_string();
        // 数据异步写入socket
        boost::asio::async_write(socket_, boost::asio::buffer(message_),
            // shared_from_this代表当前对象指针
            boost::bind(&tcp_connection::handle_write, shared_from_this()
            ));
    }

private:
    // 创建socket I\O对象
    tcp_connection(boost::asio::io_context& io_context)
        : socket_(io_context)
    {
    }
    // 写操作完成后调用的回调函数
    void handle_write()
    {
    }

    tcp::socket socket_;
    std::string message_;
};

class tcp_server
{
public:
    tcp_server(boost::asio::io_context& io_context)
        : io_context_(io_context),
        acceptor_(io_context, tcp::endpoint(tcp::v4(), 13))
    {
        // 开启接收
        start_accept();
    }

private:
    void start_accept()
    {
        // 创建一个套接字
        tcp_connection::pointer new_connection =
            tcp_connection::create(io_context_);
        //I\O 对象调用异步，并绑定回调函数和参数
        //此处是监听新连接，新连接一来就会调用回调函数
        acceptor_.async_accept(new_connection->socket(),
            boost::bind(&tcp_server::handle_accept, this, new_connection,
                boost::asio::placeholders::error));
    }
    //回调处理函数
    void handle_accept(tcp_connection::pointer new_connection,
        const boost::system::error_code& error)
    {
        // 接收连接，并处理
        if (!error)
        {
            new_connection->start();
        }
        // 再次监听
        start_accept();
    }

    boost::asio::io_context& io_context_;// I\O执行上下文
    tcp::acceptor acceptor_;//acceptor接收器
};

int main()
{
    try
    {
        // 创建I\O执行上下文
        boost::asio::io_context io_context;
        // 创建对象实例
        tcp_server server(io_context);
        // 运行I\O执行上下文的检索函数
        io_context.run();
    }
    catch (std::exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

UDP 通信

服务端同步UDP通信

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/array.hpp>
#include <boost/asio.hpp>

using boost::asio::ip::udp;
// 得到当前时间的字符串
std::string make_daytime_string()
{
    using namespace std;
    time_t now = time(0);
    return ctime(&now);
}

int main()
{
    try
    {
        // I\O执行上下文
        boost::asio::io_context io_context;
        // 创建I\O对象，监听13号端口UDP协议
        udp::socket socket(io_context, udp::endpoint(udp::v4(), 13));

        for (;;)
        {
            boost::array<char, 1> recv_buf;
            udp::endpoint remote_endpoint;
            // 连接发过去的请求
            socket.receive_from(boost::asio::buffer(recv_buf), remote_endpoint);

            std::string message = make_daytime_string();

            boost::system::error_code ignored_error;
            // 将消息发给客户端
            socket.send_to(boost::asio::buffer(message),
                remote_endpoint, 0, ignored_error);
        }
    }
    catch (std::exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

客户端同步UDP通信

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

using boost::asio::ip::udp;

int main(int argc, char* argv[])
{
    try
    {
        const char* ip = "127.0.0.1";
        // I\O执行上下文
        boost::asio::io_context io_context;

        udp::resolver resolver(io_context);
        udp::endpoint receiver_endpoint =
            *resolver.resolve(udp::v4(), ip, "13").begin();
        //I\O对象 socket
        udp::socket socket(io_context);
        socket.open(udp::v4());

        boost::array<char, 1> send_buf = { { 0 } };
        //发送信息
        socket.send_to(boost::asio::buffer(send_buf), receiver_endpoint);

        boost::array<char, 128> recv_buf;
        udp::endpoint sender_endpoint;
        //接收服务端发送的信息
        size_t len = socket.receive_from(
            boost::asio::buffer(recv_buf), sender_endpoint);
        //打印在控制台中
        std::cout.write(recv_buf.data(), len);
    }
    catch (std::exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

服务端异步UDP通信

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <ctime>
#include <iostream>
#include <string>
#include <boost/array.hpp>
#include <boost/bind/bind.hpp>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
#include <boost/asio.hpp>

using boost::asio::ip::udp;
//获取当前时间的字符串
std::string make_daytime_string()
{
    using namespace std; // For time_t, time and ctime;
    time_t now = time(0);
    return ctime(&now);
}

class udp_server
{
public:
    udp_server(boost::asio::io_context& io_context)
        : socket_(io_context, udp::endpoint(udp::v4(), 13))
    {
        start_receive();
    }

private:
    void start_receive()
    {
        // 异步监听新的请求，请求会让handle_receive回调函数处理
        socket_.async_receive_from(
            boost::asio::buffer(recv_buffer_), remote_endpoint_,
            boost::bind(&udp_server::handle_receive, this,
                boost::asio::placeholders::error,
                boost::asio::placeholders::bytes_transferred));
    }
    // 处理发送的请求
    void handle_receive(const boost::system::error_code& error,
        std::size_t /*bytes_transferred*/)
    {
        if (!error)
        {
            boost::shared_ptr<std::string> message(
                new std::string(make_daytime_string()));
            // socket向客户端异步发送信息，发送完之后会调用handle_send回调函数
            socket_.async_send_to(boost::asio::buffer(*message), remote_endpoint_,
                boost::bind(&udp_server::handle_send, this, message,
                    boost::asio::placeholders::error,
                    boost::asio::placeholders::bytes_transferred));
            //重新监听新的请求，如果不调用，那么直接不监听新的请求，程序结束
            start_receive();
        }
    }

    void handle_send(boost::shared_ptr<std::string> /*message*/,
        const boost::system::error_code& /*error*/,
        std::size_t /*bytes_transferred*/)
    {
    }

    udp::socket socket_;
    udp::endpoint remote_endpoint_;
    boost::array<char, 1> recv_buffer_;
};

int main()
{
    try
    {
        // 创建I\O执行上下文
        boost::asio::io_context io_context;
        // 创建udpService对象
        udp_server server(io_context);
        // 运行I\O执行上下文函数run
        io_context.run();
    }
    catch (std::exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

结尾

以上就是关于Asio对TCP和UDP的简单应用。