基本 Boost.Asio 结构(Basic Boost.Asio Anatomy)

Boost.Asio

Boost.Asio 可用于对 I/O 对象（如套接字）执行同步和异步操作。在使用 Boost.Asio 之前，获取 Boost.Asio 的各个部分的概念图，以及它们如何协同工作可能很有用。

作为介绍性示例，让我们考虑在套接字上执行连接操作时会发生什么。我们将从检查同步操作开始。

你的程序(Your Program)将至少有一个I/O 执行上下文(I/O execution context)，如boost::asio::io_context对象、boost::asio::thread_pool对象或boost::asio::system_context。此I/O执行上下文表示你的程序链接到了操作系统(Operating system)的 I/O服务。

    boost::asio::io_context io_context;

要执行 I/O 操作，你的程序将需要I/O 对象(I/O object)（如TCP 套接字）：

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

执行同步连接操作时，将发生以下事件序列：

1. 你的程序通过调用I/O 对象启动连接操作：

   socket.connect(server_endpoint);
   

2. I/O 对象将请求转发到I/O 执行上下文。

3. I/O 执行上下文调用操作系统来执行连接操作。
4. 操作系统将操作结果返回到I/O 执行上下文。
5. I/O 执行上下文将操作导致的任何错误转换为boost::system::error_code类型的对象。error_code可与特定值进行比较，或作为布尔值进行测试（false结果表示未发生错误）。然后将结果转发回I/O 对象。

6. 如果操作失败，I/O对象将引发boost::system::system_error类型的异常。如果启动操作的代码已编写为：

   boost::system::error_code ec;
   socket.connect(server_endpoint, ec);
   

   然后error_code变量ec将设置为操作的结果，并且不会引发异常。

使用异步操作时，将发生不同的事件序列。

1. 你的程序通过调用I/O 对象启动连接操作：

   socket.async_connect(server_endpoint, your_completion_handler);
   

   其中your_completion_handler是具有签名的函数或函数对象：

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

   所需的准确签名取决于正在执行的异步操作。参考文档指示每个操作的适当形式。

2. I/O 对象将请求转发到I/O 执行上下文。

3. I/O 执行上下文向操作系统发出信号，表明它应启动异步连接。
   时间流逝。（在同步情况下，此等待将完全包含在连接操作的持续时间内。）
   
4. 操作系统通过将结果放在队列中，表示连接操作已完成，准备由I/O 执行上下文拾取。
5. 当使用io_context作为I/O 执行上下文时，你的程序必须调用io_context::run()（或调用类似的io_context成员函数）才能检索结果。 对io_context::run()的调用会在有未完成的异步操作时阻塞，因此通常在启动第一个异步操作后立即调用它。
6. 在调用io_context::run()中，I/O执行上下文将操作的结果移出队列，并转换为error_code，然后将其传递到你的完成处理程序(your completion handler)。

这是 Boost.Asio 操作方式的简化图。如果您的需求更高级，例如扩展 Boost.Asio 以执行其他类型的异步操作，您将需要进一步深入研究文档。

Copyright © 2003-2020 Christopher M. Kohlhoff

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