第13章网络 Page741~744 asio核心类 ip::tcp::socket-Toy模板网

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1. ip::tcp::socket

liburl库使用"curl*" 代表socket 句柄
asio库使用ip::tcp::socket类代表TCP协议下的socket对象。

将“句柄”换成“对象”,因为asio库是不打折扣的C++库

ip::tcp::socket提供一下常用异步操作都以async开头

表13-3 tcp::socket提供的异步操作
async_connect()	Start an asynchronous connect
async_read_some()	Start an asynchronous read
async_wrtie_some()	Start an asynchronous write

对应的注释以“Start...”开始，表明一个异步操作函数只是负责开始一件事，并不一直等到这件事情完成。

async_connect() : 主动发起一个连接请求

async_read_some() : 从该网络读一些数据，即有多少读多少

async_wrtie_some() : 向该网络写一些数据，即能写多少写多少

网络数据的传输，无论是发是收，是块是慢，相比CPU的计算速度，总是可以认为数据是在“断断续续”地流动的。

在libcurl下载新浪和搜狐网站的例子说明中，我们已经有关相关描述。带“_some”后缀的读写操作，正是用于实现“有多少处理多少”的思路。

不过，也会有许多时候程序明确知道需要读入或写出多少字节。asio提供一对自由函数，用于处理这种情况，如表13-4所列

表13-4 明确字节数的异步读写自由函数
async_read()	Start an asynchronous read
async_write()	Start an asynchronous write

【小提示】：“读/写”还是“接受/发送”

asio::ip::tcp:;socket也提供receive()和send()方法。入参的功能与read_some()和write_some()一样。细微差异是“receive()/send()”有另一套较少使用的重载版本。

既然是异步操作，就和C++的async()方法类似，调用时需要传入一个动作，用于在操作完成时回调，不管是读操作还是写操作，它们都需要这样一个原型的操作：

void handler(/*原型的名字无所谓*/
    const boost::system::error_code& error
	, std::size_t bytes_transferred
);

如果操作发生错误，error传入出错信息，这一点和定时器的回到操作的入参一样，其实是asio中各类回调都必须有的入参。如果操作成功，第二个入参表示本次读到或者写出多少字节。

【课堂作业】: 对比libcurl和asio网络读写回调

复习libcurl设置CURLOPT_READFUNCTION、CURLOPT_WRITEFUNCTION时所使用的原型，并与asio作对比。

作业的答案必须包含一点：libcurl所需回调用的函数带有数据，比如当读到网页数据时，libcurl回调我们设定的函数是：

size_t write_html(char* data, size_t size, size_t nmemb, void*);

第一个入参就是“char* data”就是libcurl读到的数据，通过回到交给我们处理，上例中我们将它写成一个磁盘文件；

但asio版本的回调，两个入参，一个出错时才有用，另一个只是告诉我们数据的大小。可是我们更关心的是数据呀，特别是读操作。

异步读操作：

让我们从最关心的读操作看起。成员函数async_read_some()的原型如下：

template <typename MutableBufferSequence, typename ReadHandler>
void async_read_some(const MutableBufferSequence& buffers
                    , ReadHandler handler);

忽略模版，先看简化版：

void async_read_some(buffers, handler);

第一个入参要一个“内存块”对象，第二个入参就是前面说的handler()回调操作，可以是函数指针、可以是……

buffers的类型虽然是模版，但类型模版名称MutableBuffer透露端倪，它暗示我们这块buffers应该是“Mutable可变的”。在asio中，“可变的”内存块对象既表示其内容可被修改，也表示万一空间不足，该内存块对象还应支持扩张容量。简单滴说就是类似std::vector类型的对象。这样的要求非常合理，因为read some正意味着事先不确定这次到底能读到多少字节的数据。

用于明确读取指定字节内容的自由函数async_read()简化原型如下：

void async_read(ip::tcp::socket& socket,
                , const MutableBufferSequence& buffers
				, ReadHandler handler);

多出第一个入参，指定负责异步读的网络底层套接字socket;
重点是内部实现的读取数据过程，会反复地读取直到buffers填满或读操作出错为止。

异步写操作

async_write_some()原型如下：

template <typename ConstBufferSequequence, typename WriteHandler>
void async_write_some(const ConstBufferSequequence& buffers
                    , WriteHandler handler);

ConstBufferSequequence表明，这次要的buffer不会被修改。因为待写的数据肯定得事先准备好，
有多大，有什么内容一切都是定的。

可见对于网络读写操作所需的数据存储，asio要求用户方在发起异步操作前就自行准备好（上述入参buffers）。asio通常将直接使用该内存；libucurl则是由库创建内存，要求我们在回调操作时读出或写入。

asio的策略易用性较差，因为用户需要在异步操作发起到完成之间维护好这块内存;但性能较好，
因为减少内存复制或内存申请的次数。

用于明确写出指定字节内容的自由函数async_write()简化原型如下：

void async_write(ip::tcp::socket& socket
                , const ConstBufferSequequence& buffers
                , WriteHandler handler);

第一个入参用于指定负责异步读的网络底层套接字。内部实现的写数据过程，会负责将buffers内部的数据全部写出或操作出错为止。

异步发起连接。

async_connect()的原型为

template <typename ConnectHandler>
void async_connect(const endpoint_type& peer_endpoint
                    , ConnectHandler handler);

入参peer_endpoint是待连接的目标地址，其数据结构留到下一小节讲解。
入参handler是连接操作完成(失败或成功)后续回调的操作。连接操作不需要显式数据传递，
因此和定时器回调一样，只有error入参:

void handler(const boost::system::error_code& error);

拥有async_connect异步连接，async_read_some异步读，和async_write_some异步写的方法，
如果我们有一个ip::tcp::socket对象，就可以将连接，读，写串成异步操作链。

应用代码，io_service以及操作系统（OS）三者共同串成的，异步操作链示意图如图13-20所示：

第13章网络 Page741~744 asio核心类 ip::tcp::socket,《白话C++》学习,白话C++》第13章网络 asio,c++,网络

除连接操作只需一次之外，后续的读写曹组可以根据需要各种组合。比如图中示意一写一读，实际应用也有可能是“写，写，读，读”或“读，读，写，写”。在后面“echo通信示例”，我们给出链式异步操作的实现代码。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-831307.html

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