C++網(wǎng)絡(luò)編程詳細講解

第C++網(wǎng)絡(luò)編程詳細講解目錄一、網(wǎng)絡(luò)編程二、庫示例練習(xí)

一、網(wǎng)絡(luò)編程

盡管Boost.Asio可以異步處理任何類型的數(shù)據(jù)，但它主要用于網(wǎng)絡(luò)編程。這是因為Boost.Asio早在添加額外的I/O對象之前就支持網(wǎng)絡(luò)功能。網(wǎng)絡(luò)函數(shù)非常適合異步操作，因為通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)可能需要很長時間，這意味著確認和錯誤可能不會像發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的函數(shù)那樣快。

二、庫示例

Boost.Asio提供了許多I/O對象來開發(fā)網(wǎng)絡(luò)程序。示例32.5使用類boost::asio::ip::tcp::socket與另一臺計算機建立連接。此示例向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)送HTTP請求以下載主頁。

示例32.5。帶有boost::asio::ip::tcp::socket的網(wǎng)絡(luò)客戶端

#includeboost/asio/io_service.hpp

#includeboost/asio/write.hpp

#includeboost/asio/buffer.hpp

#includeboost/asio/ip/tcp.hpp

#includearray

#includestring

#includeiostream

usingnamespaceboost::asio;

usingnamespaceboost::asio::ip;

io_serviceioservice;

tcp::resolverresolv{ioservice};

tcp::sockettcp_socket{ioservice};

std::arraychar,4096bytes;

voidread_handler(constboost::system::error_codeec,

std::size_tbytes_transferred)

if(!ec)

std::cout.write(bytes.data(),bytes_transferred);

tcp_socket.async_read_some(buffer(bytes),read_handler);

voidconnect_handler(constboost::system::error_codeec)

if(!ec)

std::stringr=

"GET/HTTP/1.1\r\nHost:\r\n\r\n";

write(tcp_socket,buffer(r));

tcp_socket.async_read_some(buffer(bytes),read_handler);

voidresolve_handler(constboost::system::error_codeec,

tcp::resolver::iteratorit)

if(!ec)

tcp_socket.async_connect(*it,connect_handler);

intmain()

tcp::resolver::queryq{"","80"};

resolv.async_resolve(q,resolve_handler);

ioservice.run();

}

Example32.5

示例32.5使用了三個處理程序：connect_handler()和read_handler()在建立連接并接收到數(shù)據(jù)時被調(diào)用。resolve_handler()用于名稱解析。

因為只有在建立連接之后才能接收數(shù)據(jù)，并且因為只有在解析名稱之后才能建立連接，所以各種異步操作都是在處理程序中啟動的。在resolve_handler()中，指向從名稱解析的端點的迭代器it與tcp_socket一起用于建立連接。在connect_handler()中，訪問tcp_socket以發(fā)送HTTP請求并開始接收數(shù)據(jù)。由于所有操作都是異步的，處理程序被傳遞給各自的函數(shù)。根據(jù)操作，可能需要傳遞其他參數(shù)。例如，迭代器它指的是從名稱解析的端點。數(shù)組字節(jié)用于存儲接收到的數(shù)據(jù)。

在main()中，boost::asio::ip::tcp::resolver::query被實例化以創(chuàng)建對象q。q表示對名稱解析器的查詢，一個類型為boost::asio::ip::tcp::resolver的I/O對象。通過將q傳遞給async_resolve()，啟動異步操作來解析名稱。示例32.5解析名稱。異步操作啟動后，在I/O服務(wù)對象上調(diào)用run()以將控制權(quán)傳遞給操作系統(tǒng)。

解析名稱后，將調(diào)用resolve_handler()。處理程序首先檢查名稱解析是否成功。在這種情況下，ec為0。只有這樣才能訪問套接字以建立連接。要連接的服務(wù)器地址由第二個參數(shù)提供，其類型為boost::asio::ip::tcp::resolver::iterator。該參數(shù)是名稱解析的結(jié)果。

對async_connect()的調(diào)用之后是對處理程序connect_handler()的調(diào)用。再次首先檢查ec以確定是否可以建立連接。如果是這樣，則在套接字上調(diào)用async_read_some()。通過此調(diào)用，開始讀取數(shù)據(jù)。接收到的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)組字節(jié)中，作為第一個參數(shù)傳遞給async_read_some()。

當(dāng)接收到一個或多個字節(jié)并將其復(fù)制到字節(jié)時調(diào)用read_handler()。std::size_t類型的參數(shù)bytes_transferred包含已接收的字節(jié)數(shù)。像往常一樣，處理程序應(yīng)該首先檢查異步操作是否成功完成。只有在這種情況下，才會將數(shù)據(jù)寫入標準輸出。

請注意，在將數(shù)據(jù)寫入std::cout后，read_handler()會再次調(diào)用async_read_some()。這是必需的，因為您無法確定整個主頁是否已在單個異步操作中下載并復(fù)制到字節(jié)中。對async_read_some()的重復(fù)調(diào)用和對read_handler()的重復(fù)調(diào)用僅在連接關(guān)閉時結(jié)束，這發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)送整個主頁時。然后read_handler()在ec中報告錯誤。此時，不會向std::cout寫入更多數(shù)據(jù)，并且不會在套接字上調(diào)用async_read()。因為沒有掛起的異步操作，程序退出。

示例32.6。具有boost::asio::ip::tcp::acceptor的時間服務(wù)器

#includeboost/asio/io_service.hpp

#includeboost/asio/write.hpp

#includeboost/asio/buffer.hpp

#includeboost/asio/ip/tcp.hpp

#includestring

#includectime

usingnamespaceboost::asio;

usingnamespaceboost::asio::ip;

io_serviceioservice;

tcp::endpointtcp_endpoint{tcp::v4(),2014};

tcp::acceptortcp_acceptor{ioservice,tcp_endpoint};

tcp::sockettcp_socket{ioservice};

std::stringdata;

voidwrite_handler(constboost::system::error_codeec,

std::size_tbytes_transferred)

if(!ec)

tcp_socket.shutdown(tcp::socket::shutdown_send);

voidaccept_handler(constboost::system::error_codeec)

if(!ec)

std::time_tnow=std::time(nullptr);

data=std::ctime(now);

async_write(tcp_socket,buffer(data),write_handler);

intmain()

tcp_acceptor.listen();

tcp_acceptor.async_accept(tcp_socket,accept_handler);

ioservice.run();

}

Example32.6

示例32.6是一個時間服務(wù)器。您可以連接telnet客戶端以獲取當(dāng)前時間。之后時間服務(wù)器關(guān)閉。

時間服務(wù)器使用I/O對象boost::asio::ip::tcp::acceptor來接受來自另一個程序的傳入連接。您必須初始化對象，以便它知道在哪個端口上使用哪個協(xié)議。在示例中，boost::asio::ip::tcp::endpoint類型的變量tcp_endpoint用于告訴tcp_acceptor在端口2014上接受Internet協(xié)議版本4的傳入連接。

接收器初始化后，調(diào)用listen()使接收器開始監(jiān)聽。然后調(diào)用async_accept()以接受第一次連接嘗試。必須將套接字作為第一個參數(shù)傳遞給async_accept()，該參數(shù)將用于在新連接上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

一旦另一個程序建立連接，就會調(diào)用accept_handler()。如果連接建立成功，當(dāng)前時間會通過boost::asio::async_write()發(fā)送。此函數(shù)將data中的所有數(shù)據(jù)寫入套接字。boost::asio::ip::tcp::socket還提供了成員函數(shù)async_write_some()。此函數(shù)在至少發(fā)送一個字節(jié)時調(diào)用處理程序。然后處理程序必須檢查發(fā)送了多少字節(jié)以及還需要發(fā)送多少字節(jié)。然后，它必須再次調(diào)用async_write_some()。使用boost::asio::async_write()可以避免重復(fù)計算要發(fā)送的字節(jié)數(shù)和調(diào)用async_write_some()。使用此函數(shù)開始的異步操作僅在數(shù)據(jù)中的所有字節(jié)都發(fā)送完畢后才完成。

發(fā)送數(shù)據(jù)后，會調(diào)用write_handler()。該函數(shù)使用參數(shù)boost::asio::ip::tcp::socket::shutdown_send調(diào)用shutdown()，表示程序已完成通過套接字發(fā)送數(shù)據(jù)。由于沒有待處理的異步操作，示例32.6退出。請注意，雖然data僅在accept_handler()中使用，但它不能是局部變量。數(shù)據(jù)通過boost::asio::buffer()引用傳遞到boost::asio::async_write()。當(dāng)boost::asio::async_write()和accept_handler()返回時，