Boost.Asio C++ 网络编程之二：同步和异步 Boost.Asio 同步和异步-菜鸟笔记

首先，异步编程和同步编程是截然不同的。在同步编程中，所有的操作都是顺序执行的，比如从socket中读取（请求），然后写入（回应）到socket中。每一个操作都是阻塞的。因为操作是阻塞的，所以为了不影响主程序，当在socket上读写时，通常会创建一个或多个线程来处理socket的输入/输出。因此，同步的服务端/客户端通常是多线程的。

相比之下，异步编程是事件驱动的。你启动了一个操作，但是不知道它何时会结束；你提供一个回调函数，当操作结束时，相应的API会调用这个回调函数，并传入操作结果。对于有着丰富经验的Qt程序员来说，这就是他们的第二天性。因此，在异步编程中，你只需要一个线程。

因为中途做改变会非常困难而且容易出错，所以你在项目初期（最好是一开始）就得决定采用同步还是异步的方式实现网络通信。这两种方式不仅API有极大的不同，程序的语意也会完全改变（异步网络通信通常比同步网络通信更加难以测试和调试）。你需要考虑是采用阻塞调用和多线程的方式（同步，通常比较简单），还是采用更少的线程和事件驱动方式（异步，通常更复杂）。

下面是一个基础的同步客户端例子：

using boost::asio;
io_service service;
ip::tcp::endpoint ep( ip::address::from_string("127.0.0.1"), 2001);
ip::tcp::socket sock(service);
sock.connect(ep);

首先，你的程序至少需要一个io_service实例。Boost.Asio使用io_service同操作系统的输入/输出服务进行交互。通常一个io_service的实例就足够了。然后，创建你想要连接的地址和端口，并创建socket。把socket连接到你创建的地址和端口。

下面是一个简单的同步服务器端：

using boost::asio;
typedef boost::shared_ptr socket_ptr;
io_service service;
ip::tcp::endpoint ep( ip::tcp::v4(), 2001)); // listen on 2001
ip::tcp::acceptor acc(service, ep);
while ( true) {
    socket_ptr sock(new ip::tcp::socket(service));
    acc.accept(*sock);
    boost::thread( boost::bind(client_session, sock));
}
void client_session(socket_ptr sock) {
    while ( true) {
        char data[512];
        size_t len = sock->read_some(buffer(data));
        if ( len > 0)
            write(*sock, buffer("ok", 2));
    }
}

首先，同样是至少需要一个io_service实例。然后你指定你想要监听的端口，再创建一个接收器——一个用来接收客户端连接的对象。在接下来的循环中，你创建一个虚拟socket并等待客户端的连接。一旦连接建立，你需要创建一个线程来处理这个连接。

在client_session线程中来读取一个客户端的请求，解析请求，然后进行回复。
而创建一个异步的客户端，你需要做如下的事情：

using boost::asio;
io_service service;
ip::tcp::endpoint ep( ip::address::from_string("127.0.0.1"), 2001);
ip::tcp::socket sock(service);
sock.async_connect(ep, connect_handler);
service.run();
void connect_handler(const boost::system::error_code & ec) {
    // 如果ec表示“成功”我们就可以知道连接成功了
}

在程序中你需要创建至少一个io_service实例。你需要指定连接的地址以并创建socket。

当连接完成时，你就异步地连接到了指定的地址和端口，也就是说，connect_handler被调用了。

当connect_handler被调用时，检查错误代码（ec），如果ec表示“成功”，你就可以向服务端进行异步的写入。

注意：只要还有待处理的异步操作，servece.run()循环就会一直运行。在上述例子中，只执行了一个这样的操作，就是socket的async_connect。在这之后，service.run()就退出了。

每一个异步操作都有一个完成处理程序——一个操作完成之后被调用的函数。

下面是一个简单的异步服务器端：

using boost::asio;
typedef boost::shared_ptr socket_ptr;
io_service service;
ip::tcp::endpoint ep( ip::tcp::v4(), 2001)); // 监听端口2001
ip::tcp::acceptor acc(service, ep);
socket_ptr sock(new ip::tcp::socket(service));
start_accept(sock);
service.run();
void start_accept(socket_ptr sock) {
    acc.async_accept(*sock, boost::bind( handle_accept, sock, _1) );
}
void handle_accept(socket_ptr sock, const boost::system::error_code &err) {
    if (err) return;
    // 从这里开始, 你可以从socket读取或者写入
    socket_ptr sock(new ip::tcp::socket(service));
    start_accept(sock);
}

在上述代码片段中，首先，你创建一个io_service实例，指定监听的端口。然后，你创建接收器acc——一个用来接受客户端连接的对象，创建虚拟socket，异步等待客户端连接。

最后，运行异步service.run()循环。当接收到客户端连接时，handle_accept被调用（async_accept的完成处理程序）。如果没有错误，这个socket就可以用来进行读写操作。

在使用这个socket之后，会创建一个新的socket，然后再次调用start_accept()，它会添加另外一个“等待客户端连接”的异步操作，从而使service.run()循环一直保持忙碌状态。

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