一、平台的选择以及基本构建方法
1.官网链接
https://www.boost.org/doc/libs/1_80_0/doc/html/boost_asio.html
本文代码是以官方实例代码做的一些优化
2.平台选择
Boost 最令人惊艳的地方有两个：一是支持跨平台，即windows和linux下的接口代码都是一样的；二是支持异步操作，即可以让read和write操作不阻塞。
因此，本文章平台选择 windows+VS2019
3.Boost库下载
要想windows系统使用 Boost 接口，首先需要从官网下载Boost库（即所有接口函数的头文件）
本文章不过多展示下载Boost库的详细过程。
4.构建方法
官网有详细的构建说明，这里只列结果。
（1）windows平台必须包含 #include <hl/version_check/boost_impl.h>
（2）VS2019（任意版本都行）在 项目/属性/链接器/命令行 中添加 -DBOOST_ALL_NO_LIB
备注：示情况而定，有些VS即使不用（2）也行，另有报错自行分析。
二、服务端 代码片段讲解+接口解析+易错点解析
大家可以先复制（四）的全部代码边看代码边看解析
代码分为两个部分：启动的boost_server.cpp文件和实现的boost_server.h文件
1.main函数代码（boost_server.cpp）
int main()
{
boost::asio::io_context ioc;
boost::shared_ptr<server::tcp_server::tcpserver> serv_tptr = boost::make_shared<server::tcp_server::tcpserver>(ioc);
serv_tptr->start();
ioc.run();//阻塞
return 0;
}
（1）boost::asio::io_context 直译为IO上下文，是封装了底层IO操作的一个接口类。这个IO上下文的作用就是将所有的IO操作（read，write，connect等等）交付给底层（操作系统）的IO去处理。所以，boost::asio::io_context的对象 ioc 生存期必须是大于所有的IO操作的，即一般大于整个 任务类 的生存期。
（2）serv_tptr是一个智能指针包裹的对象，这里建议大家将 任务类（类tcpserver） 的对象都以智能指针的形式包裹，因为智能指针的特性是只有最后一个引用的对象被析构时，内存才会被释放，这样 任务类 的生存期就得到了最基本的保障。
（3）这里的start函数接口有一个非常重要的作用，放到下面的任务类代码中讲。
（4）由于main函数只有短短几句话，其生存期很快就结束，造成 任务类 中的操作还没有完成就结束了整个进程，故必须要使用 ioc.run() 成员函数让IO操作阻塞，等待所有的IO操作都结束时才返回。
2. 任务类 class tcpserver 代码（boost_server.h）
（1）构造函数及启动函数start
class tcpserver : public boost::enable_shared_from_this<tcpserver>
{
public:
tcpserver(boost::asio::io_context& ioc) :_ioc(ioc), _socket(ioc),
_acceptor(ioc, boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(), COMMUNICATE_PORT))
{
_recv_buf.resize(64);
}
void start()
{
accept();
}
<1> 继承 boost::enable_shared_from_this < tcpserver > 类的原因是确保在自己的类中调用自己的类接口（即tcpserver类调用tcpserver类的接口）时拥有足够长的生存期， boost::enable_shared_from_this类有一个成员函数shared_from_this() 可以返回 tcpserver 类的对象的智能指针，这样每调用一次shared_from_this都能确保tcpserver 类的生存期是有的。
<2> 易错点 构造函数 tcpserver(…)：…{ … } 中的代码块中不允许有任何操作函数在里面。如下面例子这样：
tcpserver(boost::asio::io_context& ioc) :_ioc(ioc), _socket(ioc),
_acceptor(ioc, boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(), COMMUNICATE_PORT))
{
start();
_recv_buf.resize(64);
}
之所以不能将任何操作函数放在 类tcpserver 的构造函数中，是因为在生成 任务类对象的时候是使用的智能指针，即main中的boost::shared_ptr<server::tcp_server::tcpserver> serv_tptr = boost::make_shared<server::tcp_server::tcpserver>(ioc).make_shared 构造 tcpserver类 时需要一段时间（构造成员函数，继承，成员赋值等等操作需要时间），如果将 start函数放在构造函数中，当构造运行之后，start后面的代码就开始运行了，而自己类的成员空间和继承的类空间都还没实现完，下文就使用了这些数据（如shared_from_this），就会造成weak_ptr的错误。
<3> boost::asio::ip::tcp::acceptor类的使用。Boost封装的acceptor类和C语言的accept的概念是一致的，使用的方法也一致。
basic_socket_acceptor(const executor_type & ex, const endpoint_type & endpoint,
bool reuse_addr = true);
接口参数：
ex：IO上下文，即io_context
endpoint：端点，由IP地址+端口号组成
reuse_addr：重用地址，可省略，因为其默认就是true
接口功能：
acceptor类是一个IO操作，允许（服务器）接受什么样的端点。那么本例中就可以看出来，指明服务器接受Ipv4类型的ip地址+指定端口号的这种端点进来。COMMUNICATE_PORT是自己任意设置的如“12345”
（2） 接受函数accept()的解析以及shared_from_this的核心问题
void accept()
{
serv_printf(DEBUG, "accept\n");
_acceptor.async_accept(_socket, boost::bind(&tcpserver::handle_accept, shared_from_this(), _1));
}
void handle_accept(const boost::system::error_code& error)
{
if (error)
{
serv_printf(ERROR, "accept error: %s\n", error.message().c_str());
return;
}
serv_printf(DEBUG, "client ip: %s\n", _socket.remote_endpoint().address().to_string().data());
do_read();
}
<1> acceptor类支持异步接受器，即该函数不阻塞，直接运行后面的代码，将接受任务交付给io_context这个上下文调度器，在未来一个合适的时机去执行，执行完毕后通过token回调来通知到我们任务是否完成
DEDUCED async_accept(basic_socket< Protocol1, Executor1 > & peer, AcceptToken && token = DEFAULT,
typename constraint< is_convertible< Protocol, Protocol1 >::value >::type = 0);
接口参数：
peer：一个socket套接字类的引用对象
token：回调函数，即任务结束的通知函数，官方又叫令牌
接口功能：
async_accept()是acceptor类的一个成员函数，其官方定义的第二个参数为回调函数，并且规定这个回调函数有一个参数error，这个error可以返回async_accept的操作失败原因，并可以通过printf函数打印出来。
当类的函数接口需要调用自己类的函数接口时，难免要传入参数，就比如我们这里的error， 官方推荐我们使用boost::bind()，使用它的原生定义std::bind()也同样可以。大家注意到，这里的bind()给函数指针tcpserver::handle_accept绑定了两个参数，一个为shared_from_this，一个为_1（bind占位符，其实就是指boost::system::error_code error，可以直接写入这个完整表达式）。
读者看下文的handle_accept()函数就可以知道，这个函数仅有一个参数，那为啥bind还需要绑定shared_from_this？因为当类成员调用的也是类成员，就需要传个类指针this，即其实是这样调用的this->handle_accept()。那又为啥又传shared_from_this而不是this？
类成员函数accept()，当代码运行到这里后，accept成员函数调用的async_accept是异步操作，不会阻塞，也就是说，accept()这个函数会立马继续向下执行，看到代码，很清楚的表明，accept除了async_accept之后，没有任何代码了，也就是程序就会到此为止了。看回main函数，ioc.run()的阻塞最基本保证了tcpserver类的生存期，也就是说只要有IO操作，tcpserver类就不会析构，生存期是有的。那么async_accept这个IO操作的任务handle_accept()运行完之后紧接着就是do_read()
void do_read()
{
boost::asio::async_read(_socket, boost::asio::buffer(_recv_buf, 25),
boost::bind(&tcpserver::handle_read, shared_from_this(), _1, _2));
/*_socket.async_read_some(boost::asio::buffer(_recv_buf),
boost::bind(&tcpserver::handle_read, shared_from_this(), _1, _2));*/
}
幸运的是，do_read也有一个IO操作，这样tcpserver的生存期又因ioc.run()延长了，并且tcpserver类是智能指针，对象被使用一次就生存期加一次。所以本文的例子，即使不用shared_from_this，直接用this程序是一样没问题的。但是，本文只是一个最最简单的例子，在真正使用Boost过程中，一旦程序复杂，被while(1)死循环，是多线程任务等等，这样再用this就不放便自己管理了，所以用智能指针的优势就在于此，只要其他地方有调用该类的对象，那么这个对象的生存期就一直在，直到最后一个对象被析构时，才会失去生存期。所以本文在官网的基础上是推荐大家直接简单一体化（只用一个类，官网的代码繁琐）和智能化（使用智能指针，方便管理）。
总之一句话，类的声明和使用都用智能指针绝对咩错！！！
（3） async_read()与async_read_some()注意事项
上面列了代码就不再重复列。直接讲async_read。
DEDUCED async_read(AsyncReadStream & s, const MutableBufferSequence & buffers,
ReadToken && token = DEFAULT, typename constraint< is_mutable_buffer_sequence< MutableBufferSequence >::value >::type = 0);
DEDUCED async_read_some(const MutableBufferSequence & buffers,
ReadToken && token = DEFAULT);
接口参数：
s：可读的流类型，如socket
buffers：流缓冲区
token ：回调函数
接口功能：
大家都看到代码截图使用了两个read函数吧，那么大家一眼就可以看到 async_read 和 async_read_some 的最基本的两个区别：一是 async_read 是boost::asio里面的接口，而async_read_some是socket类的成员函数；二是async_read的buffer这个参数必须要指定接收数据的数量，而async_read_some不需要。
async_read指定接收数据时，要么必须明确知道客户端发送的数据量并填入（多大都可以，10010,10086个字节完全没问题），要么就得从回调函数handle_read中的参数bytes判断是否还要接收数据，若要则再次调用do_read直至接收完。也就是说，async_read可以保证接收完所有的数据，不管你数据多大。但缺陷就是如果你填多少个字节，一定要接满才返回，否则阻塞（这里的阻塞是指不会调用回调，而不是主进程被阻塞）。
async_read_some由于不需要指定接收数据的长度，所以只能一次接收少量数据，个别博主谈过这个少量指512字节。即这个接口只要有数据就返回
这两个接口各有各的好，一个需要指定接收的数据长度有些麻烦，比如我们的代码是接收客户端发送来的时间，这个时间长度不一，有时短点，有时长点，那么用async_read就特别不放便，但是async_read_some就完美地解决这个问题，一次性接收小于512个字节长度的数据。
void handle_read(const boost::system::error_code& error, std::size_t bytes)
{
if (error)
{
serv_printf(ERROR, "read error: %s\n", error.message().c_str());
return;
}
/*打印接收到的数据*/
std::cout << "recvlen: " << _recv_buf.size() << "\n" << "recv: " << _recv_buf.data() << std::endl;
/*发送响应*/
_resp_data = "{flag:";
if(_recv_buf.empty())
_resp_data += "failed}\n";
else
_resp_data += "success}\n";
std::cout << "send: " << _resp_data.data() << std::endl;
boost::asio::async_write(_socket, boost::asio::buffer(_resp_data.data(),
_resp_data.size()), boost::bind(&tcpserver::handle_write, shared_from_this(), _1, _2));
}
（4） async_write()注意事项
DEDUCED async_write(AsyncWriteStream & s, const ConstBufferSequence & buffers,
WriteToken && token = DEFAULT, typename constraint< is_const_buffer_sequence< ConstBufferSequence >::value >::type = 0);
接口参数：
s：可发送的流类型，如socket
buffers：流缓冲区
token ：回调函数
接口功能：
这个和async_read是一对，使用的方式也是类似，需要指定发送字节数。
三、客户端 代码片段讲解+接口解析+易错点解析
main函数代码与服务端一样，async_read和async_write也一样使用，这些都不再解析
1. 任务类 class tcpclient代码（boost_client.h）
void resolve()
{
cli_printf(DEBUG, "resolve\n");
endpoints = _resolver.resolve(TCP_SERVER_HOST, TCP_SERVER_PORT);
connect();
}
DEDUCED async_resolve(string_view host, string_view service,
ResolveToken && token = DEFAULT);
results_type resolve(string_view host, string_view service);
接口参数：
host：ip地址或主机名
service：端口号或服务名
token：回调函数
接口功能：
将服务端地址解析成端点，用于connect。这里用不用异步都可以，用异步就要加个回调函数。其他没什么区别。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-739957.html
void connect()
{
cli_printf(DEBUG, "connect\n");
boost::asio::async_connect(_socket, endpoints,
boost::bind(&tcpclient::handle_connect, shared_from_this(), _1, _2));
}
DEDUCED async_connect(basic_socket< Protocol, Executor > & s, const EndpointSequence & endpoints,
RangeConnectToken && token = DEFAULT, typename constraint< is_endpoint_sequence< EndpointSequence >::value >::type = 0);
接口参数：
s：一个socket套接字类的引用对象
endpoints：要连接的端点
token：回调函数
接口功能：
客户端主动连接一个端点（服务端）Boost官网上每一个接口都有很多种用法，本文只是讲解其中一种（最常用的），实际使用有其他需求的可以去官网上查其他接口的用法。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-739957.html
四、完整代码
1.服务端代码
boost_server.cpp
#include "boost_server.h"
#include <iostream>
int main()
{
boost::asio::io_context ioc;
boost::shared_ptr<server::tcp_server::tcpserver> serv_tptr = boost::make_shared<server::tcp_server::tcpserver>(ioc);
serv_tptr->start();
ioc.run();
return 0;
}
boost_server.h
#pragma once
#include <hl/version_check/boost_impl.h>
#include <iostream>
#include <boost/asio.hpp>
#include <hl/strand.h>
#include <boost/enable_shared_from_this.hpp>
#include <boost/bind/bind.hpp>
#include <string>
#include <vector>
#define DEBUG 3
#define ERROR 5
#define SERVER_PRINTF(pszModeName, pszFmt, ...) \
do{\
fprintf(stderr, "[%s][%s]line[%u] " pszFmt, pszModeName, __func__, __LINE__, ##__VA_ARGS__);\
fflush(stderr);\
}while(0)
#define serv_printf(u32Level, pszFmt, ...) \
do{\
if(u32Level)\
{\
SERVER_PRINTF("server", pszFmt, ##__VA_ARGS__);\
}\
}while(0)
using namespace boost::placeholders;
namespace server
{
namespace tcp_server
{
//定义通信端口
#define SERVER_ADDR "172.16.8.133"
#define COMMUNICATE_PORT 12345
class tcpserver :public hl::strand::cpu, public boost::enable_shared_from_this<tcpserver>
{
public:
tcpserver(boost::asio::io_context& ioc) :_ioc(ioc), _socket(ioc),
_acceptor(ioc, boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(), COMMUNICATE_PORT))
{
_recv_buf.resize(64);
}
void start()
{
accept();
}
void close()
{
serv_printf(DEBUG, "tcp close\n");
_socket.close();
_acceptor.close();
}
~tcpserver()
{
serv_printf(DEBUG, "bye bye tcp server\n");
}
private:
boost::asio::io_context& _ioc;
boost::asio::ip::tcp::acceptor _acceptor;
boost::asio::ip::tcp::socket _socket;
//std::vector<char> _recv_buf;
std::string _recv_buf;
std::string _resp_data;
void accept()
{
serv_printf(DEBUG, "accept\n");
_acceptor.async_accept(_socket, boost::bind(&tcpserver::handle_accept, this, _1));
}
void handle_accept(const boost::system::error_code& error)
{
if (error)
{
serv_printf(ERROR, "accept error: %s\n", error.message().c_str());
return;
}
serv_printf(DEBUG, "client ip: %s\n", _socket.remote_endpoint().address().to_string().data());
do_read();
}
void do_read()
{
printf("sizeof(_recv_buf):%d\n", sizeof(_recv_buf));
boost::asio::async_read(_socket, boost::asio::buffer(_recv_buf, 25),
boost::bind(&tcpserver::handle_read, this, _1, _2));
}
void handle_read(const boost::system::error_code& error, std::size_t bytes)
{
if (error)
{
serv_printf(ERROR, "read error: %s\n", error.message().c_str());
return;
}
/*打印接收到的数据*/
std::cout << "recvlen: " << _recv_buf.size() << "\n" << "recv: " << _recv_buf.data() << std::endl;
/*发送响应*/
_resp_data = "{flag:";
if(_recv_buf.empty())
_resp_data += "failed}\n";
else
_resp_data += "success}\n";
std::cout << "send: " << _resp_data.data() << std::endl;
boost::asio::async_write(_socket, boost::asio::buffer(_resp_data.data(), _resp_data.size()),
boost::bind(&tcpserver::handle_write, shared_from_this(), _1, _2));
}
void handle_write(const boost::system::error_code& error, std::size_t bytes_transferred)
{
if (error)
{
serv_printf(ERROR, "write error: %s\n", error.message().c_str());
return;
}
}
};
}
}
2.客户端代码
boost_client.cpp
#include "boost_client.h"
#include <iostream>
int main()
{
boost::asio::io_context ioc;
boost::shared_ptr<client::async_tcp_client::tcpclient> clint_tptr = boost::make_shared<client::async_tcp_client::tcpclient>(ioc);
clint_tptr->start();
ioc.run();
return 0;
}
boost_client.h
#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS //清除ctime的警告
#include <iostream>
#include <boost/enable_shared_from_this.hpp>
#include <boost/smart_ptr/shared_ptr.hpp>
#include <boost/smart_ptr/make_shared.hpp>
#include <hl/version_check/boost_impl.h> //windows
#include <boost/asio.hpp>
#include <hl/strand.h>
#include <boost/bind/bind.hpp>
#include <string>
#include <vector>
#include <ctime>
#define DEBUG 3
#define ERROR 5
#define CLIENT_PIRNTF(pszModeName, pszFmt, ...) \
do{\
fprintf(stderr, "[%s][%s]line[%u] " pszFmt, pszModeName, __func__, __LINE__, ##__VA_ARGS__);\
fflush(stderr);\
}while(0)
#define cli_printf(u32Level, pszFmt, ...) \
do{\
if(u32Level)\
{\
CLIENT_PIRNTF("client", pszFmt, ##__VA_ARGS__);\
}\
}while(0)
using namespace boost::placeholders;
/*
1.如果使用make_shared来构造类的实例时，类的构造函数不能出现函数接口的入口，防止生存期问题。
*/
namespace client
{
std::string make_time()
{
std::time_t now = std::time(0);
return ctime(&now);
}
namespace async_tcp_client
{
#define TCP_SERVER_HOST "172.16.8.133"
#define TCP_SERVER_PORT "12345"
class tcpclient:public hl::strand::cpu, public boost::enable_shared_from_this<tcpclient>
{
public:
tcpclient(boost::asio::io_context& ioc) :_ioc(ioc), _socket(_ioc), _resolver(_ioc)
{
_recv_buf.resize(512);
}
~tcpclient()
{
cli_printf(DEBUG, "bye bye tcp client\n");
}
void start()
{
resolve();
}
void stop()
{
cli_printf(DEBUG, "tcp stop\n");
_socket.close();
return;
}
private:
boost::asio::io_context& _ioc;
boost::asio::ip::tcp::socket _socket;
boost::asio::ip::tcp::resolver _resolver;
std::vector<char> _recv_buf;
//std::vector<char> _send_buf;
//std::string _recv_buf;
std::string _send_buf;
boost::asio::ip::tcp::resolver::results_type endpoints;
void resolve()
{
cli_printf(DEBUG, "resolve\n");
endpoints = _resolver.resolve(TCP_SERVER_HOST, TCP_SERVER_PORT);
connect();
}
void connect()
{
cli_printf(DEBUG, "connect\n");
boost::asio::async_connect(_socket, endpoints,
boost::bind(&tcpclient::handle_connect, shared_from_this(), _1, _2));
}
void handle_connect(const boost::system::error_code& error, const boost::asio::ip::tcp::endpoint& endpoint)
{
if (error)
{
cli_printf(ERROR, "connect error: %s\n", error.message().c_str());
return;
}
cli_printf(DEBUG, "server ip: %s\n", endpoint.address().to_string().data());
/*发送数据*/
std::string str(client::make_time());
std::cout << "sendlen: " << str.size() << "\n" << "send: " << str.data() << std::endl;
boost::asio::async_write(_socket, boost::asio::buffer(str.data(), str.size()),
boost::bind(&tcpclient::handle_write, shared_from_this(), _1, _2));
}
void handle_write(const boost::system::error_code& error, std::size_t bytes)
{
if (error)
{
cli_printf(ERROR, "write error: %s\n", error.message().c_str());
return;
}
cli_printf(DEBUG, "send success!\n");
_socket.async_read_some(boost::asio::buffer(_recv_buf),
boost::bind(&tcpclient::handle_read, shared_from_this(), _1, _2));
}
void handle_read(const boost::system::error_code& error, std::size_t bytes)
{
if (error)
{
cli_printf(ERROR, "read error: %s\n", error.message().c_str());
return;
}
/*打印接收数据*/
std::cout << "recvlen: " << _recv_buf.size() << "\n" << "recv: " << _recv_buf.data() << std::endl;
}
};
}
}
到了这里，关于【C++ Boost】一个最基本的异步boost async tcp 服务/客户端代码的深刻解析，一文解决所有接口的用法以及一些容易出错的点的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
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