Boost Asio介绍

博文主要参考了Boost官网中关于Asio-Anatomy的文档，笔者对文档进行了翻译理解和整合。

​ 翻译自Basic Boost.Asio Anatomy - 1.72.0

题外话

关于NIO和ASIO的区别，可以简单地理解为

NIO通知Programmer事件就绪状态，数据从内核到用户空间的拷贝、以及后续对数据的操纵，需要Programmer手动进行，并且这个过程会阻塞线程。

ASIO中，发起请求前Programmer首先指定回调函数，内核负责准备数据和将数据拷贝到用户空间，并且调用指定的回调函数操纵数据。

总览

Asio可以同时支持同步I/O和异步I/O。 以对socket执行connect的同步和异步过程举例，说明Asio涉及了哪些类，以及它们如何工作。

核心概念介绍

boost::asio::io_conetxt io_context_obj被称作程序和操作系统I/O设备的连接点link。

Your program will have at least one io_context object. The io_context represents your program‘s link to the operating system‘s I/O services.

为了执行I/O操作，还需要申请一个I/O对象，比如一个TCP的Socket。我们在创建对象时将刚刚拿到的context对象传入。

boost::asio::ip::tcp::socket socket(io_context_obj);

同步过程

• 程序通过调用socket对象的connect方法，初始化connect操作

• I/O对象socket将请求转发forward到io_context上

• io_context发起系统调用

• OS完成过程，向io_context返回结果

• 如果返回了错误，io_context 会将错误包装成boost::system::error_code类型的数据，并被转发给I/O对象，在此处为socket。这种error_code可以和一个特定的值比较，比如可以作为boolean来测试，false说明没有发生错误。

  • 根据对I/O对象调用的函数不同，会有不同的结果；如果外部传入了接受ec的左值引用，那么函数调用会置ec为返回的结果；否则会抛出异常。

    boost::system::error_code ec;
    socket.connect(server_endpoint, ec);
    //这样不会抛异常

异步过程

异步调用时，我们会调用socket对象的不同函数。

socket.async_connect(server_endpoint, your_completion_handler);

其中第二个参数是一个函数签名，并且在此处（socket的connect中）应该有以下形式：

void your_completion_handler(const boost::system::error_code& ec);

• I/O 对象将请求转发到io_context
• io_context示意操作系统应该发起一个异步的connect

一段时间过后（在同步调用的情况下，这一段时间应该包含在connect operation中

• 操作系统将结果放在一个队列中，以供io_context取走
• 程序必须调用io_context::run()（或者其它相似功能的成员函数）来取回connect的调用结果。当有未完成的异步操作时，调用io_context::run()会导致阻塞，因此一般情况下，当启动异步操作时，就会调用run()。
• 在io_context::run()内部，io_context将connect的结果出队列dequeue，转换成error_code并且将之传入我们定义的your_completion_handler