简介

  • 关于Boost.asio库的笔记,原文链接: https://xzchsia.github.io/2020/03/06/boost-asio-learning/

概述

  • Asio,即 异步IO(Asynchronous Input/Output),本是一个独立的C++网络程序库,后来加入Boost
  • 从设计上来看,Asio 相似且重度依赖于 Boost,与 thread、bind、smart pointers 等结合时,体验顺滑。从使用上来看,依然是重组合而轻继承,一贯的 C++ 标准库风格

  • 什么是异步IO?
    • 简单来说,就是你发起一个 IO 操作,却不用等它结束,你可以继续做其他事情,当它结束时,你会得到通知。
  • 当然这种表述是不精确的,操作系统并没有直接提供这样的机制。以 Unix 为例,有五种 IO 模型可用:
    • 阻塞 I/O
    • 非阻塞 I/O
    • I/O 多路复用(multiplexing)(select 和 poll)
    • 信号驱动 I/O(SIGIO)
    • 异步 I/O(POSIX aio_ 系列函数)
  • 这五种模型的定义和比较,详见「Unix Network Programming, Volume 1: The Sockets Networking API」一书 6.2 节
  • Asio 封装的正是「I/O 多路复用」。具体一点,epoll 之于 Linux,kqueue 之于 Mac 和 BSD。epoll 和 kqueue 比 select 和 poll 更高效。当然在 Windows 上封装的则是 IOCP(完成端口)

  • Asio 的「I/O 操作」,主要还是指「网络 IO」,比如 socket 读写。由于网络传输的特性,「网络 IO」相对比较费时,设计良好的服务器,不可能同步等待一个 IO 操作的结束,这太浪费 CPU 了。
  • 对于普通的「文件 IO」,操作系统并没有提供“异步”读写机制,libuv 的做法是用线程模拟异步,为网络和文件提供了一致的接口。Asio 并没有这样做,它专注于网络。提供机制而不是策略,这很符合 C++ 哲学

I/O Context

  • 每个 Asio 程序都至少有一个 io_context 对象,它代表了操作系统的 I/O 服务(io_context 在 Boost 1.66 之前一直叫 io_service),把你的程序和这些服务链接起来
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    int main() {
    boost::asio::io_context ioc;
    ioc.run();
    return 0;
    }
    
  • io_context.run 是一个阻塞(blocking)调用,姑且把它想象成一个 loop(事件循环),直到所有异步操作完成后,loop 才结束,run 才返回。但是这个程序没有任何异步操作,所以 loop 直接就结束了

Timer

  • 有了 io_context 还不足以完成 I/O 操作,用户一般也不跟 io_context 直接交互
  • 根据 I/O 操作的不同,Asio 提供了不同的 I/O 对象,比如 timer(定时器),socket,等等。 Timer 是最简单的一种 I/O 对象,可以用来实现异步调用的超时机制,下面是最简单的用法 ```cpp void Print(boost::system::error_code ec) { std::cout « “Hello, world!” « std::endl; }

int main() { boost::asio::io_context ioc; boost::asio::steady_timer timer(ioc, std::chrono::seconds(3)); timer.async_wait(&Print); ioc.run(); return 0; }

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+ 先创建一个 steady_timer,指定时间 3 秒,然后异步等待这个 timer,3 秒后,timer 超时结束,Print 被调用

+ 以下几点需要注意:
  + 所有 I/O 对象都依赖 io_context,一般在构造时指定
  + async_wait 初始化了一个异步操作,但是这个异步操作的执行,要等到 io_context.run 时才开始
  + Timer 除了异步等待(async_wait),还可以同步等待(wait)。同步等待是阻塞的,直到 timer 超时结束。基本上所有 I/O 对象的操作都有同步和异步两个版本,也许是出于设计上的完整性
  + async_wait 的参数是一个函数对象,异步操作完成时它会被调用,所以也叫 completion handler,简称 handler,可以理解成回调函数
  + 所有 I/O 对象的 async_xyz 函数都有 handler 参数,对于 handler 的签名,不同的异步操作有不同的要求,除了官方文档里的说明,也可以直接查看 Boost 源码。

+ async_wait 的 handler 签名为 void (boost::system::error_code),如果要传递额外的参数,就得用 bind
+ 不妨修改一下 Print,让它每隔一秒打印一次计数,从 0 递增到 3
```cpp
void Print(boost::system::error_code ec,
           boost::asio::steady_timer* timer,
           int* count) {
  if (*count < 3) {
    std::cout << *count << std::endl;
    ++(*count);

    timer->expires_after(std::chrono::seconds(1));
    
    timer->async_wait(std::bind(&Print, std::placeholders::_1, timer, count));
  }
}
int main() {
  boost::asio::io_context ioc;
  boost::asio::steady_timer timer(ioc, std::chrono::seconds(1));
  int count = 0;
  timer.async_wait(std::bind(&Print, std::placeholders::_1, &timer, &count));

  ioc.run();
  return 0;
}
  • 与前版相比,Print 多了两个参数,以便访问当前计数及重启 timer。
  • 调用 bind 时,使用了占位符(placeholder)std::placeholders::_1。数字占位符共有 9 个,_1 - _9

Echo Server

  • Socket 也是一种 I/O 对象,这一点前面已经提及。相比于 timer,socket 更为常用,毕竟 Asio 是一个网络程序库
  • 下面以经典的 Echo 程序为例,实现一个 TCP Server。所谓 Echo,就是 Server 把 Client 发来的内容原封不动发回给 Client

同步方式

  • Session 代表会话,负责管理一个 client 的连接。参数 socket 传的是值,但是会用到 move 语义来避免拷贝
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    void Session(tcp::socket socket) {
    try {
      while (true) {
        boost::array<char, BUF_SIZE> data;
    
        boost::system::error_code ec;
        std::size_t length = socket.read_some(boost::asio::buffer(data), ec);
    
        if (ec == boost::asio::error::eof) {
          std::cout << "连接被 client 妥善的关闭了" << std::endl;
          break;
        } else if (ec) {
          // 其他错误
          throw boost::system::system_error(ec);
        }
    
        boost::asio::write(socket, boost::asio::buffer(data, length));
      }
    } catch (const std::exception& e) {
      std::cerr << "Exception: " <<  e.what() << std::endl;
    }
    }
    
  • 其中,tcp 即 boost::asio::ip::tcp;BUF_SIZE 定义为 enum { BUF_SIZE = 1024 };。这些都是细节,后面的例子不再赘述
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    int main(int argc, char* argv[]) {
    if (argc != 2) {
      std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " <port>" << std::endl;
      return 1;
    }
    
    unsigned short port = std::atoi(argv[1]);
    
    boost::asio::io_context ioc;
    
    // 创建 Acceptor 侦听新的连接
    tcp::acceptor acceptor(ioc, tcp::endpoint(tcp::v4(), port));
    
    try {
      // 一次处理一个连接
      while (true) {
        Session(acceptor.accept());
      }
    } catch (const std::exception& e) {
      std::cerr << "Exception: " <<  e.what() << std::endl;
    }
    
    return 0;
    }
    
  • 启动时,通过命令行参数指定端口号,比如:
  • echo_server_sync 8080

  • 以下几点需要注意:
    • tcp::acceptor 也是一种 I/O 对象,用来接收 TCP 连接,连接端口由 tcp::endpoint 指定
    • 数据 buffer 以 boost::array<char, BUF_SIZE> 表示,也可以用 char data[BUF_SIZE],或 std::vector data(BUF_SIZE)。事实上,用 std::vector 是最推荐的,因为它不但可以动态调整大小,还支持 Buffer Debugging。
    • 同步方式下,没有调用 io_context.run,因为 accept、read_some 和 write 都是阻塞的。这也意味着一次只能处理一个 Client 连接,但是可以连续 echo,除非 Client 断开连接
    • 写回数据时,没有直接调用 socket.write_some,因为它不能保证一次写完所有数据,但是 boost::asio::write 可以。我觉得这是 Asio 接口设计不周,应该提供 socket.write
    • acceptor.accept 返回一个新的 socket 对象,利用 move 语义,直接就转移给了 Session 的参数,期间并没有拷贝开销

异步方式

  • 异步方式下,困难在于对象的生命周期,可以用 shared_ptr 解决
  • 为了同时处理多个 Client 连接,需要保留每个连接的 socket 对象,于是抽象出一个表示连接会话的类,叫 Session: ```cpp class Session : public std::enable_shared_from_this { public: Session(tcp::socket socket) : socket_(std::move(socket)) { }

    void Start() { DoRead(); }

    void DoRead() { auto self(shared_from_this()); socket_.async_read_some( boost::asio::buffer(buffer_), this, self { if (!ec) { DoWrite(length); } }); }

    void DoWrite(std::size_t length) { auto self(shared_from_this()); boost::asio::async_write( socket_, boost::asio::buffer(buffer_, length), this, self { if (!ec) { DoRead(); } }); }

private: tcp::socket socket_; std::array<char, BUF_SIZE> buffer_; };

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+ 就代码风格来说,有以下几点需要注意:
  + 优先使用 STL,比如 std::enable_shared_from_this,std::bind,std::array,等等
  + 定义 handler 时,尽量使用匿名函数(lambda 表达式)
  + 以 C++ std::size_t 替 C size_t。 刚开始,你可能会不习惯,我也是这样,过了好久才慢慢拥抱 C++11 乃至 C++14

+ Session 有两个成员变量,socket_ 与 Client 通信,buffer_ 是接收 Client 数据的缓存。只要 Session 对象在,socket 就在,连接就不断。Socket 对象是构造时传进来的,而且是通过 move 语义转移进来的。
+ 虽然还没看到 Session 对象是如何创建的,但可以肯定的是,它必须用 std::shared_ptr 进行封装,这样才能保证异步模式下对象的生命周期。
+ 此外,在 Session::DoRead 和 Session::DoWrite 中,因为读写都是异步的,同样为了防止当前 Session 不被销毁(因为超出作用域),所以要增加它的引用计数,即 auto self(shared_from_this()); 这一句的作用
+ 至于读写的逻辑,基本上就是把 read_some 换成 async_read_some,把 write 换成 async_write,然后以匿名函数作为 completion handler
+ 接收 Client 连接的代码,提取出来,抽象成一个类 Server
```cpp
class Server {
public:
  Server(boost::asio::io_context& ioc, std::uint16_t port)
      : acceptor_(ioc, tcp::endpoint(tcp::v4(), port)) {
    DoAccept();
  }

private:
  void DoAccept() {
    acceptor_.async_accept(
        [this](boost::system::error_code ec, tcp::socket socket) {
          if (!ec) {
            std::make_shared<Session>(std::move(socket))->Start();
          }
          DoAccept();
        });
  }

private:
  tcp::acceptor acceptor_;
};
  • 同样,async_accept 替换了 accept。async_accept 不再阻塞,DoAccept 即刻就会返回。 为了保证 Session 对象继续存在,使用 std::shared_ptr 代替普通的栈对象,同时把新接收的 socket 对象转移过去
  • 最后是 main()
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    int main(int argc, char* argv[]) {
    if (argc != 2) {
      std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " <port>" << std::endl;
      return 1;
    }
    
    std::uint16_t port = std::atoi(argv[1]);
    
    boost::asio::io_context ioc;
    Server server(ioc, port);
    
    ioc.run();
    return 0;
    }
    

Echo Client

  • 虽然用 netcat 测试 Echo Server 非常方便,但是自己动手写一个 Echo Client 仍然十分必要。 还是先考虑同步方式。

同步方式

  • 首先通过 host 和 port 解析出 endpoints(对,是复数!)
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    tcp::resolver resolver(ioc);
    auto endpoints = resolver.resolve(tcp::v4(), host, port);
    
  • resolve 返回的 endpoints 类型为 tcp::resolver::results_type,代之以 auto 可以简化代码。类型推导应适当使用,至于连 int 都用 auto 就没有必要了。 host 和 port 通过命令行参数指定,比如 localhost 和 8080

  • 接着创建 socket,建立连接:
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    tcp::socket socket(ioc);
    boost::asio::connect(socket, endpoints);
    
  • 这里没有直接调用 socket.connect,因为 endpoints 可能会有多个,boost::asio::connect 会挨个尝试,逐一调用 socket.connect 直到连接成功。
  • 其实这样说不太严谨,根据我的测试,resolve 在没有指定 protocol 时,确实会返回多个 endpoints,一个是 IPv6,一个是 IPv4。但是我们已经指定了 protocol 为 tcp::v4():

  • 接下来,从标准输入(std::cin)读一行数据,然后通过 boost::asio::write 发送给 Server:
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    char request[BUF_SIZE];
    std::size_t request_length = 0;
    do {
    std::cout << "Enter message: ";
    std::cin.getline(request, BUF_SIZE);
    request_length = std::strlen(request);
    } while (request_length == 0);
    boost::asio::write(socket, boost::asio::buffer(request, request_length));
    
  • do…while 是为了防止用户直接 Enter 导致输入为空。boost::asio::write 是阻塞调用,发送完才返回

  • 从 Server 同步接收数据有两种方式:
    • 使用 boost::asio::read(对应于 boost::asio::write);
    • 使用 socket.read_some。
  • 两者的差别是
    • boost::asio::read 读到指定长度时,就会返回,你需要知道你想读多少;
    • 而 socket.read_some 一旦读到一些数据就会返回,所以必须放在循环里,然后手动判断是否已经读到想要的长度,否则无法退出循环。
  • 下面分别是两种实现的代码。
    • 使用 boost::asio::read: ```cpp char reply[BUF_SIZE]; std::size_t reply_length = boost::asio::read( socket, boost::asio::buffer(reply, request_length));

std::cout.write(reply, reply_length);

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  + 使用 socket.read_some:
```cpp
std::size_t total_reply_length = 0;
while (true) {
  std::array<char, BUF_SIZE> reply;
  std::size_t reply_length = socket.read_some(boost::asio::buffer(reply));

  std::cout.write(reply.data(), reply_length);

  total_reply_length += reply_length;
  if (total_reply_length >= request_length) {
    break;
  }
}
  • 不难看出,socket.read_some 用起来更为复杂。 Echo 程序的特殊之处就是,你可以假定 Server 会原封不动的把请求发回来,所以你知道 Client 要读多少。 但是很多时候,我们不知道要读多少数据。 所以,socket.read_some 反倒更为实用
  • 此外,在这个例子中,我们没有为各函数指定输出参数 boost::system::error_code,而是使用了异常,把整个代码块放在 try…catch 中。
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    try {
    // ...
    } catch (const std::exception& e) {
    std::cerr << e.what() << std::endl;
    }
    
  • Asio 的 API 基本都通过重载(overload),提供了 error_code 和 exception 两种错误处理方式。使用异常更易于错误处理,也可以简化代码,但是 try…catch 该包含多少代码,并不是那么明显,新手很容易误用,什么都往 try…catch 里放
  • 一般来说,异步方式下,使用 error_code 更方便一些。所以 complete handler 的参数都有 error_code

异步方式

  • 首先,抽取出一个类 Client ```cpp class Client { public: Client(boost::asio::io_context& ioc, const std::string& host, const std::string& port) : socket_(ioc), resolver_(ioc) { }

private: tcp::socket socket_; tcp::resolver resolver_;

char cin_buf_[BUF_SIZE]; std::array<char, BUF_SIZE> buf_; };

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+ resolver_ 是为了 async_resolve,作为成员变量,生命周期便得到了保证,不会因为函数结束而失效。

+ 下面来看 async_resolve 实现(代码在构造函数中):
```cpp
Client(...) {
  resolver_.async_resolve(tcp::v4(), host, port,
                          std::bind(&Client::OnResolve, this,
                                    std::placeholders::_1,
                                    std::placeholders::_2));
}
  • async_resolve 的 handler:
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    void OnResolve(boost::system::error_code ec,
                 tcp::resolver::results_type endpoints) {
    if (ec) {
      std::cerr << "Resolve: " << ec.message() << std::endl;
    } else {
      boost::asio::async_connect(socket_, endpoints,
                                 std::bind(&Client::OnConnect, this,
                                           std::placeholders::_1,
                                           std::placeholders::_2));
    }
    }
    
  • async_connect 的 handler:
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    void OnConnect(boost::system::error_code ec, tcp::endpoint endpoint) {
    if (ec) {
      std::cout << "Connect failed: " << ec.message() << std::endl;
      socket_.close();
    } else {
      DoWrite();
    }
    }
    
  • 连接成功后,调用 DoWrite,从标准输入读取一行数据,然后异步发送给 Server。 下面是异步读写相关的函数,一并给出: ```cpp void DoWrite() { std::size_t len = 0; do { std::cout « “Enter message: “; std::cin.getline(cin_buf_, BUF_SIZE); len = strlen(cin_buf_); } while (len == 0);

    boost::asio::async_write(socket_, boost::asio::buffer(cin_buf_, len), std::bind(&Client::OnWrite, this, std::placeholders::_1)); }

void OnWrite(boost::system::error_code ec) { if (!ec) { std::cout « “Reply is: “;

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socket_.async_read_some(boost::asio::buffer(buf_),
                        std::bind(&Client::OnRead, this,
                                  std::placeholders::_1,
                                  std::placeholders::_2));   } }

void OnRead(boost::system::error_code ec, std::size_t length) { if (!ec) { std::cout.write(buf_.data(), length); std::cout « std::endl; // 如果想继续下一轮,可以在这里调用 DoWrite()。 } }

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+ 最后是 main():
```cpp
int main(int argc, char* argv[]) {
  if (argc != 3) {
    std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " <host> <port>" << std::endl;
    return 1;
  }

  const char* host = argv[1];
  const char* port = argv[2];

  boost::asio::io_context ioc;
  Client client(ioc, host, port);

  ioc.run();
  return 0;
}
  • asio示例的代码链接 : https://github.com/sprinfall/boost-asio-study.git

Asio Tips And Notes

  • 本文列举Asio各种值的注意的细节

No Deprecated

  • 在包含 Asio 头文件之前,定义宏 BOOST_ASIO_NO_DEPRECATED,这样在编译时,Asio 就会剔除那些已经过时的接口
  • 比如在最新的 Boost 1.66 中,io_service 已经改名为 io_context,如果没有 BOOST_ASIO_NO_DEPRECATED,还是可以用 io_service 的,虽然那只是 io_context 的一个 typedef
  • BOOST_ASIO_NO_DEPRECATED 可以保证你用的是最新修订的 API。长期来看,有便于代码的维护。何况,这些修订正是 Asio 进入标准库的前奏
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    #define BOOST_ASIO_NO_DEPRECATED
    #include "boost/asio/io_context.hpp"
    #include "boost/asio/steady_timer.hpp"
    ...
    

_WIN32_WINNT Warning

  • 在 Windows 平台,编译时会遇到关于 _WIN32_WINNT 的警告。 可以说,这是 Asio 自身的问题。 它应该在某个地方包含 SDKDDKVer.h。 不应该让用户自己去定义平台的版本
  • 如果你用 CMake,可以借助下面这个宏自动检测 _WIN32_WINNT: (详见:https://stackoverflow.com/a/40217291/6825348)
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    if (WIN32)
      macro(get_WIN32_WINNT version)
          if (CMAKE_SYSTEM_VERSION)
              set(ver ${CMAKE_SYSTEM_VERSION})
              string(REGEX MATCH "^([0-9]+).([0-9])" ver ${ver})
              string(REGEX MATCH "^([0-9]+)" verMajor ${ver})
              # Check for Windows 10, b/c we'll need to convert to hex 'A'.
              if ("${verMajor}" MATCHES "10")
                  set(verMajor "A")
                  string(REGEX REPLACE "^([0-9]+)" ${verMajor} ver ${ver})
              endif ("${verMajor}" MATCHES "10")
              # Remove all remaining '.' characters.
              string(REPLACE "." "" ver ${ver})
              # Prepend each digit with a zero.
              string(REGEX REPLACE "([0-9A-Z])" "0\\1" ver ${ver})
              set(${version} "0x${ver}")
          endif(CMAKE_SYSTEM_VERSION)
      endmacro(get_WIN32_WINNT)
    
      get_WIN32_WINNT(ver)
      add_definitions(-D_WIN32_WINNT=${ver})
    endif(WIN32)
    

尽量少包含头文件

  • 尽量不要直接包含大而全的 boost/asio.hpp。 这样做,是为了帮助自己记忆哪个类源于哪个具体的头文件,以及避免包含那些不必要的头文件
  • 在实际项目中,在你自己的某个「头文件」里简单粗暴的包含 boost/asio.hpp 是很不妥的;当然,在你的「源文件」里包含 boost/asio.hpp 是可以接受的,毕竟实际项目依赖的东西比较多,很难搞清楚每一个定义源自哪里

Handler签名问题

  • 虽然关于 Handler 的签名,文档里都有说明,但是直接定位到源码,更方便,也更精确
  • 以 steady_timer.async_wait() 为例,在 IDE 里定位到 async_wait() 的定义,代码(片段)如下
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    template <typename WaitHandler>
    BOOST_ASIO_INITFN_RESULT_TYPE(WaitHandler,
        void (boost::system::error_code))
    async_wait(BOOST_ASIO_MOVE_ARG(WaitHandler) handler)
    {
    
  • 通过宏 BOOST_ASIO_INITFN_RESULT_TYPE,WaitHandler 的签名一目了然。

Handler 的 error_code 参数到底是不是引用?

  • 其实,早期的版本应该是 const boost::system::error_code&,现在文档和代码注释里还有这么写的,估计是没来得及更新。 前面在说 Handler 签名时,已经看到 BOOST_ASIO_INITFN_RESULT_TYPE 这个宏的提示作用,翻一翻 Asio 源码,error_code 其实都已经传值了
  • 奇怪的是,即使你的 Handler 传 error_code 为引用,编译运行也都没有问题 ```cpp void Print(const boost::system::error_code& ec) { std::cout « “Hello, world!” « std::endl; }

int main() { boost::asio::io_context ioc; boost::asio::steady_timer timer(ioc, std::chrono::seconds(3));

timer.async_wait(&Print);

ioc.run(); return 0; }

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+ 而我发现,当 Handler 是成员函数时,就不行了。下面这个 timer 的例子,如果把 Print 的 error_code 改成引用,就不能编译了
```cpp
class Printer {
public:
  ...

  void Start() {
    timer_.async_wait(std::bind(&Printer::Print, this, std::placeholders::_1));
  }

private:
  // 不能用 const boost::system::error_code&
  void Print(boost::system::error_code ec) {
    ...
  }

private:
  boost::asio::steady_timer timer_;
  int count_;
};
  • 这个问题在习惯了引用的情况下,害苦了我,真是百思不得其解!也算是 Boost 比较坑的一个地方吧。 2019/08/30: 实测 1.70 没有这个问题,可以用 const reference。也许是 1.66 的 bug 吧。

Bind 占位符

  • 调用 bind 时,使用了占位符(placeholder),其实下面四种写法都可以:
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    boost::bind(Print, boost::asio::placeholders::error, &timer, &count)
    boost::bind(Print, boost::placeholders::_1, &timer, &count);
    boost::bind(Print, _1, &timer, &count);
    std::bind(Print, std::placeholders::_1, &timer, &count);
    
  • 第一种,占位符是 Boost Asio 定义的。
  • 第二种,占位符是 Boost Bind 定义的。
  • 第三种,同第二种,之所以可行,是因为 boost/bind.hpp 里有一句 using namespace boost::placeholders;。 ```cpp // boost/bind.hpp #include <boost/bind/bind.hpp>

#ifndef BOOST_BIND_NO_PLACEHOLDERS

using namespace boost::placeholders; …

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+ 第四种,STL Bind,类似于 Boost Bind,只是没有声明 using namespace std::placeholders;

+ 四种写法,推荐使用二或四。至于是用 Boost Bind 还是 STL Bind,没那么重要。 此外,数字占位符共有 9 个,_1 - _9

### Endpoint 是一个单词

+ 不要写成"end point"

### Server 也可以用Resolver

+ TCP Server 的 acceptor 一般是这样构造的:
```cpp
tcp::acceptor(io_context, tcp::endpoint(tcp::v4(), port))
  • 也就是说,指定 protocol (tcp::v4()) 和 port 就行了。
  • 但是,Asio 的 http 这个例子,确实用了 resolver,根据 IP 地址 resolve 出 endpoint:
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    tcp::resolver resolver(io_context_);
    tcp::resolver::results_type endpoints = resolver.resolve(address, port);
    tcp::endpoint endpoint = *endpoints.begin();
    acceptor_.open(endpoint.protocol());
    acceptor_.set_option(tcp::acceptor::reuse_address(true));
    acceptor_.bind(endpoint);
    acceptor_.listen();
    acceptor_.async_accept(...);
    
  • http 这个例子之所以这么写,主要是初始化 acceptor_ 时,还拿不到 endpoint,否则可以直接用下面这个构造函数:
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    basic_socket_acceptor(boost::asio::io_context& io_context,
        const endpoint_type& endpoint, bool reuse_addr = true)
    
  • 这个构造函数注释说它等价于下面这段代码:
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    basic_socket_acceptor<Protocol> acceptor(io_context);
    acceptor.open(endpoint.protocol());
    if (reuse_addr)
    acceptor.set_option(socket_base::reuse_address(true));
    acceptor.bind(endpoint);
    acceptor.listen(listen_backlog);
    
  • 下面是不同的 address 对应的 endpoints 结果(假定 port 都是 8080):
    • “localhost”: [::1]:8080, v6; [127.0.0.1]:8080, v4
    • “0.0.0.0”: 0.0.0.0:8080, v4
    • “0::0”: [::]:8080, v6
    • 本机实际 IP 地址 (e.g., IPv4 “10.123.164.142”): 10.123.164.142:8080, v4。这时候,本机 client 无法通过 “localhost” 连接到这个 server,通过具体的 IP 地址则可以。
    • 一个具体的非本机地址 (e.g., IPv4 “10.123.164.145”): exception: bind: The requested address is not valid in its context

Move Acceptable Handle

  • 使用 acceptor.async_accept 时,发现了 Move Acceptable Handler。

  • 简单来说,async_accept 接受两种 AcceptHandler,直接看源码:
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    template <typename MoveAcceptHandler>
    BOOST_ASIO_INITFN_RESULT_TYPE(MoveAcceptHandler,
        void (boost::system::error_code, typename Protocol::socket))
    async_accept(BOOST_ASIO_MOVE_ARG(MoveAcceptHandler) handler)
    
    template <typename Protocol1, typename AcceptHandler>
    BOOST_ASIO_INITFN_RESULT_TYPE(AcceptHandler,
        void (boost::system::error_code))
    async_accept(basic_socket<Protocol1>& peer,
        BOOST_ASIO_MOVE_ARG(AcceptHandler) handler,
        typename enable_if<is_convertible<Protocol, Protocol1>::value>::type* = 0)
    
  • 第一种是 Move Acceptable Handler,它的第二个参数是新 accept 的 socket。
  • 第二种是普通的 Handler,它的第一个参数是预先构造的 socket

  • 结论是,对于 Move Acceptable Handler,不要用 bind,直接用 lambda 表达式:
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    void DoAccept() {
    acceptor_.async_accept(
      [this](boost::system::error_code ec, boost::asio::ip::tcp::socket socket) {
      // Check whether the server was stopped by a signal before this
      // completion handler had a chance to run.
      if (!acceptor_.is_open()) {
        return;
      }
    
      if (!ec) {
        connection_manager_.Start(
          std::make_shared<Connection>(std::move(socket),
          connection_manager_,
          request_handler_));
      }
    
      DoAccept();
    });
    }