同步读写的客户端和服务器示例

简介

前面我们介绍了boost::asio同步读写的api函数,现在将前面的api串联起来,做一个能跑起来的客户端和服务器。
客户端和服务器采用阻塞的同步读写方式完成通信

客户端设计

客户端设计基本思路是根据服务器对端的ip和端口创建一个endpoint,然后创建socket连接这个endpoint,之后就可以用同步读写的方式发送和接收数据了。

  1. #include <iostream>
  2. #include <boost/asio.hpp>
  3. using namespace std;
  4. using namespace boost::asio::ip;
  5. const int MAX_LENGTH = 1024;
  6. int main()
  7. {
  8. try {
  9. //创建上下文服务
  10. boost::asio::io_context ioc;
  11. //构造endpoint
  12. tcp::endpoint remote_ep(address::from_string("127.0.0.1"), 10086);
  13. tcp::socket sock(ioc);
  14. boost::system::error_code error = boost::asio::error::host_not_found; ;
  15. sock.connect(remote_ep, error);
  16. if (error) {
  17. cout << "connect failed, code is " << error.value() << " error msg is " << error.message();
  18. return 0;
  19. }
  20. std::cout << "Enter message: ";
  21. char request[MAX_LENGTH];
  22. std::cin.getline(request, MAX_LENGTH);
  23. size_t request_length = strlen(request);
  24. boost::asio::write(sock, boost::asio::buffer(request, request_length));
  25. char reply[MAX_LENGTH];
  26. size_t reply_length = boost::asio::read(sock,
  27. boost::asio::buffer(reply, request_length));
  28. std::cout << "Reply is: ";
  29. std::cout.write(reply, reply_length);
  30. std::cout << "\n";
  31. }
  32. catch (std::exception& e) {
  33. std::cerr << "Exception: " << e.what() << endl;
  34. }
  35. return 0;
  36. }

服务器

session函数

创建session函数,该函数为服务器处理客户端请求,每当我们获取客户端连接后就调用该函数。在session函数里里进行echo方式的读写,所谓echo就是应答式的处理

  1. void session(socket_ptr sock) {
  2. try {
  3. for (;;) {
  4. char data[max_length];
  5. memset(data, '\0', max_length);
  6. boost::system::error_code error;
  7. size_t length = sock->read_some(boost::asio::buffer(data, max_length), error);
  8. if (error == boost::asio::error::eof) {
  9. std::cout << "connection closed by peer" << endl;
  10. break;
  11. }
  12. else if (error) {
  13. throw boost::system::system_error(error);
  14. }
  15. cout << "receive from " << sock->remote_endpoint().address().to_string() << endl;
  16. cout << "receive message is " << data << endl;
  17. //回传信息值
  18. boost::asio::write(*sock, boost::asio::buffer(data, length));
  19. }
  20. }
  21. catch (std::exception& e) {
  22. std::cerr << "Exception in thread: " << e.what() << "\n" << std::endl;
  23. }
  24. }

server函数

server函数根据服务器ip和端口创建服务器acceptor用来接收数据,用socket接收新的连接,然后为这个socket创建session。

  1. void server(boost::asio::io_context& io_context, unsigned short port) {
  2. tcp::acceptor a(io_context, tcp::endpoint(tcp::v4(), port));
  3. for (;;) {
  4. socket_ptr socket(new tcp::socket(io_context));
  5. a.accept(*socket);
  6. auto t = std::make_shared<std::thread>(session, socket);
  7. thread_set.insert(t);
  8. }
  9. }

创建线程调用session函数可以分配独立的线程用于socket的读写,保证acceptor不会因为socket的读写而阻塞。

同步读写的优劣

1 同步读写的缺陷在于读写是阻塞的,如果客户端对端不发送数据服务器的read操作是阻塞的,这将导致服务器处于阻塞等待状态。
2 可以通过开辟新的线程为新生成的连接处理读写,但是一个进程开辟的线程是有限的,约为2048个线程,在Linux环境可以通过unlimit增加一个进程开辟的线程数,但是线程过多也会导致切换消耗的时间片较多。
3 该服务器和客户端为应答式,实际场景为全双工通信模式,发送和接收要独立分开。
4 该服务器和客户端未考虑粘包处理。
综上所述,是我们这个服务器和客户端存在的问题,为解决上述问题,我们在接下里的文章里做不断完善和改进,主要以异步读写改进上述方案。
当然同步读写的方式也有其优点,比如客户端连接数不多,而且服务器并发性不高的场景,可以使用同步读写的方式。使用同步读写能简化编码难度。

源码连接

https://gitee.com/secondtonone1/boostasio-learn

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