ASIO 应用层C++类声明

ASIO（Asynchronous Input/Output，异步输入/输出）是一个用于网络和低级I/O编程的跨平台C++库。它提供了一种机制，允许开发者编写高性能的网络和I/O应用程序。ASIO的核心是一个事件驱动的非阻塞I/O模型，这使得它非常适合用于需要处理大量并发连接的应用程序。本文将详细介绍ASIO在C++中的应用层类声明。

1. ASIO核心类
   ASIO的应用层类声明主要围绕以下几个核心类进行：

1.1 io_context
io_context类是ASIO库的中心，它负责调度和执行I/O操作。它是所有I/O对象（例如socket）和服务的访问点，并管理如何处理异步事件。
asio::io_context io_context;
1.2 ip::tcp::socket
ip::tcp::socket类表示一个TCP套接字，用于网络通信。它可以用于连接到远程服务器、发送和接收数据。
asio::ip::tcp::socket socket(io_context);
1.3 ip::tcp::acceptor
ip::tcp::acceptor类用于接受传入的TCP连接请求。它通常与ip::tcp::socket类一起使用，以处理客户端的连接。
cppasio::ip::tcp::acceptor acceptor(io_context, asio::ip::tcp::endpoint(asio::ip::tcp::v4(), port));
1.4 ip::tcp::endpoint
ip::tcp::endpoint类表示一个网络端点，包括IP地址和端口号。它用于指定网络通信的目标地址。
asio::ip::tcp::endpoint endpoint(asio::ip::address::from_string(“127.0.0.1”), port);
1.5 steady_timer
steady_timer类是一个定时器，用于实现异步等待操作。它可以用于设置超时、延迟执行任务等。
asio::steady_timer timer(io_context, asio::chrono::seconds(5));
2. ASIO异步模型
ASIO的异步模型基于回调函数，这些回调函数在异步操作完成时被调用。以下是一些与异步模型相关的类和函数：

2.1 async_read
async_read函数用于异步读取数据。它接受一个缓冲区和一个回调函数，当读取操作完成时，回调函数会被调用。
asio::async_read(socket, asio::buffer(buffer), handler);
2.2 async_write
async_write函数用于异步写入数据。它接受一个缓冲区和一个回调函数，当写入操作完成时，回调函数会被调用。
asio::async_write(socket, asio::buffer(data), handler);
2.3 async_connect
async_connect函数用于异步连接到远程服务器。它接受一个端点和一个回调函数，当连接操作完成时，回调函数会被调用。
cppsocket.async_connect(endpoint, handler);
3. ASIO编程实例
以下是使用ASIO进行网络通信的一个简单示例：
#include <asio.hpp>
#include <iostream>

using namespace asio;
using ip::tcp;

class session : public std::enable_shared_from_this<session> {
public:
session(tcp::socket socket) : socket_(std::move(socket)) {
}

void start() {
    do_read();
}

private:
tcp::socket socket_;
std::array<char, 1024> buffer_;

void do_read() {
    auto self(shared_from_this());
    socket_.async_read_some(asio::buffer(buffer_),
        [this, self](std::error_code ec, std::size_t length) {
            if (!ec) {
                do_write(length);
            }
        });
}

void do_write(std::size_t length) {
    auto self(shared_from_this());
    socket_.async_write_some(asio::buffer(buffer_, length),
        [this, self](std::error_code ec, std::size_t length) {
            if (!ec) {
                do_read();
            }
        });
}

};

class server {
public:
server(asio::io_context& io_context, short port)
: acceptor_(io_context, tcp::endpoint(tcp::v4(), port)) {
do_accept();
}

private:
void do_accept() {
acceptor_.async_accept(
[this](std::error_code ec, tcp::socket socket) {
if (!ec) {
std::make_shared<session>(std::move(socket))->start();
}
do_accept();
});
}

tcp::acceptor acceptor_;

};

int main() {
try {
asio::io_context io_context;
server s(io_context, 1234);
io_context.run();
} catch (std::exception& e) {
std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
}
return 0;
}