基于boost.asio的ECHO服务器

boost.asio echo服务器

前沿

从大二开始就对服务器开发，感兴趣，从Qt的QTcpServer和QTcpSocket到使用linux的epoll。后来有因为工作搞了一个nginx和php做app后台,后来想找个游戏服务器方面的工作，可是人家嫌你没开发经验，当时我毕业还没一年，能有多少锤子经验。问我熟悉boost.asio库吗，我说知道，没用过，然后就没有然后啦。老老实实做嵌入式开发。

echo服务器基本是学习网络编程里的"Hello world"。所以今天就拿它开刀。

事件驱动

服务器是一个事件驱动的运行形式，那么整个的事件调度就必须有东西来管理，什么时候该可以读，什么时候是能写的，那么就是boost.asio中的io_service类，其是线程安全的，就是多个线程可以共同操作它。
网络编程离不开socket，boost.asio中的ip::tcp::socket是对其的封装，想将其加到事件循环中，就是绑定到一个io_service上，在初始化的时候当成一个参数传递给它。

异步操作

nginx如此高性能得益于其异步操作，其实Reactor模式，数据的读写不是异步的，boost.asio是Proactor模式，数据的读写是异步的，但是看文档你会发现，在linux平台其实现是Reactor，在window上得益于iocp,实现了读写异步。不使用协程的前提下，使用回调来实现，异步操作通知。

代码如下:
TestEchoConnection封装了一个客户连接，TestEchoServer是echo服务器。

#include <boost/asio.hpp>
#include <boost/bind.hpp>
#include <boost/function.hpp>
#include <boost/bind/placeholders.hpp>
#include <boost/system/system_error.hpp>
#include <boost/enable_shared_from_this.hpp>
#include <boost/noncopyable.hpp>
#include <boost/array.hpp>
#include <iostream>
#include <list>
using namespace boost::asio;
typedef boost::shared_ptr<ip::tcp::socket> socket_ptr;
class TestEchoConnection;
typedef boost::shared_ptr<TestEchoConnection> TestEchoConnection_ptr;
typedef std::list<TestEchoConnection_ptr> ConnectionManager;
class TestEchoConnection : public boost::enable_shared_from_this<TestEchoConnection>
        , private boost::noncopyable
{
public:
    TestEchoConnection(io_service &server, ConnectionManager &connectManager)
        : m_server(server)
        , m_connectManager(connectManager)
        , m_socket(new ip::tcp::socket(m_server))
    {
    }
    ~TestEchoConnection()
    {
        std::cout << "~TestEchoConnection" << std::endl;
    }
    ip::tcp::socket& socket()
    {
        return *m_socket;
    }
    void start()
    {
        m_socket->async_read_some(buffer(m_buffer), boost::bind(&TestEchoConnection::handle_read, shared_from_this(),
                                                                _1, _2));
    }
    void stop()
    {
        m_socket->close();
        m_connectManager.remove(TestEchoConnection_ptr(shared_from_this()));
    }
private:
    void handle_read(const boost::system::error_code &ec, size_t data_size)
    {
        if (!ec) {
            std::cout << "handle_read->data size:" << data_size << std::endl;
            m_socket->async_write_some(buffer(m_buffer), boost::bind(&TestEchoConnection::handler_write,
                                                                     shared_from_this(), _1));
//            m_socket->async_read_some(buffer(m_buffer), boost::bind(&TestEchoConnection::handle_read, shared_from_this(),
//                                                                    _1, _2));
        }
        else if (ec == error::operation_aborted || ec == error::eof) {
            std::cout << "handle_read" << "remove" << std::endl;
            stop();
        }
    }
    void handler_write(const boost::system::error_code &ec)
    {
        if (!ec) {
            memset(&m_buffer, 0, sizeof(m_buffer));
//            m_socket->async_read_some(buffer(m_buffer), boost::bind(&TestEchoConnection::handle_read, shared_from_this(),
//                                                                    _1, _2));
            if (ec == error::operation_aborted) {
                std::cout << "handler_write" << "remove" << std::endl;
                stop();
            }
        }
        stop();
    }
private:
    io_service& m_server;
    ConnectionManager& m_connectManager;
    socket_ptr m_socket;
    boost::array<char, 1029> m_buffer;
};
class TestEchoServer : public boost::enable_shared_from_this<TestEchoServer>
        , private boost::noncopyable
{
public:
    TestEchoServer(io_service &service, int port)
        : m_io_service(service)
        , m_endpoint(ip::tcp::v4(), port)
        , m_acceptor(m_io_service, m_endpoint)
    {
    }
    ~TestEchoServer()
    {
    }
    void start_accept()
    {
        m_connect.reset(new TestEchoConnection(m_io_service, m_connectionManager));
        m_acceptor.async_accept(m_connect->socket(), boost::bind(&TestEchoServer::handle_accept, shared_from_this(), _1));
    }
private:
    void handle_accept(const boost::system::error_code &err)
    {
        if (!err) {
            m_connectionManager.push_back(m_connect);
            m_connect->start();
        }
        start_accept();
    }
private:
    io_service& m_io_service;
    ip::tcp::endpoint m_endpoint;
    ip::tcp::acceptor m_acceptor;
    ConnectionManager m_connectionManager;
    TestEchoConnection_ptr m_connect;
};
// echo server
int main()
{
    io_service service;
    boost::shared_ptr<TestEchoServer> testserver(new TestEchoServer(service, 8090));
//    TestEchoServer tesetserver(service, 8090);
//    tesetserver.start_accept();
    testserver->start_accept();
    service.run();
    return 0;
}

service.run()方法在有异步任务的时候是不会退出的，为了我们的服务器能够一直运行，所有必须在异步任务的回调中在添加一个异步任务，为了我可以使用web压力工具测试它，我在echo输出之后就关闭了这个连接，这样我的siege才能工作。

 siege 127.0.0.1:8090 -t20s -c100

结果：

Lifting the server siege...      done.
Transactions:               3834 hits
Availability:             100.00 %
Elapsed time:              19.38 secs
Data transferred:           3.23 MB
Response time:              0.00 secs
Transaction rate:         197.83 trans/sec
Throughput:             0.17 MB/sec
Concurrency:                0.21
Successful transactions:        3834
Failed transactions:               0
Longest transaction:            0.02
Shortest transaction:           0.00