一、asio的关键点介绍：

1、前置使用条件：需包含相应的头文件、注意命名空间的使用。

2、核心类io_service，asio的任何操作需要io_service的参与。

同步模式下，程序流程一步一步的流水执行，需要io的，等待io完成返回再下一步执行。

异步模式下，由io_service提交io异步执行，程序不用等待io返回直接执行下一条语句。异步执行由io_service的run（）函数负责检测io返回并通知预先注册的回调句柄（可理解为回调函数），由回调句柄执行io返回的后续动作。

3、handler回调句柄，异步模式下io_service::run()函数负责检查IO返回并触发句柄函数的调用。

4、io_service::strand类，主要目的是确保io_service::run()在多线程中被对此调用的情况下句柄函数的正确执行。通常用成员函数wrap()函数对一个handler函数进行包装，保证线程安全地在strand中执行。

5、io_service::work类，主要目的是阻止io_service::run()函数的返回，不使用work的情况下，io_service::run()函数检测（并提交相应的回调句柄执行）完所有已注册的IO事件后，run()本身函数也执行完毕并返回。使用work之后，run()函数不返回而继续等待将来可能发生的异步事件。

6、mutable_buffer和const_buffer

通常使用buffer()函数对array、vector、string等类型数据进行包装，打包成一个buffer对象。

7、错误处理，有两种方式。一是在异步操作函数中提供error_code&的输出参数，调用后检查该参数是否发生了错误。另一种方式是try-catch块捕获抛出的错误。

8、跟踪日志。异步执行流程正常很跟踪。asio提供了handler的跟踪机制。在头文件<boost/asio.hpp>前定义宏BOOST_ASIO_ENABLE_HANDLER_TRACKING，它将向标准流cerr输出日志。可以使用操作系统的重定向写入到文件。

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二、asio的功能使用：

1、捕获UNIX信号并对信号进行异步响应处理（boost::asio::signal_set类）。

不废话，看代码。

int main()
{
    io_service io;    //定义io_server对象
    //io_service::work w(io);

    signal_set sig(io, SIGINT, SIGUSR1); //定义signal_set 对象
    cout << "add:" << SIGINT << "," << SIGUSR1 << endl;
    
    //signal_set sig(io) //等价这个对象定义和以下两行add函数
    //sig.add(SIGINT); 
    //sig.add(SIGUSR1);

    //定义回调句柄
    auto handler1 =[&](const error_code& ec, int n){
            if(ec){
                cout << ec.message() << endl;
                return;
            }
            if(n != SIGINT){return;}

            cout << "handler1 recv = " << n << endl;
            cout << "do something" << endl;
            //w.~work();
        };

    typedef void(handler_type)(const error_code&, int);

    function<handler_type> handler2 = [&](const error_code& ec, int n){
            if(n != SIGUSR1){return;}

            cout << "handler2 recv = " << n << endl;

            sig.async_wait(handler1);
            sig.async_wait(handler2);
        };

    sig.async_wait(handler1); //注册信号回调句柄
    sig.async_wait(handler2);

    io.run();//异步检测处理，捕获到相应信号，将调用句柄函数执行
    cout << "io stoped" << endl;
}

2、定时器

//同步模式使用计时器
void case1()
{
    io_service io;//定义io_server对象

    steady_timer t(io, 500_ms); //定义定时器
    cout << t.expires_at() << endl;
    cout << t.expires_from_now() << endl;

    t.wait();//同步等待定时器计时结束再执行下一条语句
    cout << "hello asio1" << endl;
}

//异步模式使用计时器
void case2()
{
    io_service io;

    steady_timer t(io, 500_ms);

    //注册计时器异步处理的回调句柄
    t.async_wait(
        [](const error_code& ec) {
            cout << "hello asio2" << endl;
        });

    io.run();//检测异步处理
}

3、网络通信的使用

3.1概述。

asio库支持TCP、UDP、ICMP通信协议，在boost::asio::ip下有足够的函数和类组成易用且健壮的网络库实现网络通信的支持。

3.1.1 tcp类，实现tcp协议规范。主要用作模板的类型参数，最终可生成tcp协议下的某个对象，如 basic_endpoint<tcp> endpoint定义一个tcp协议的endpoint对象。

3.1.2 address类，实现网络地址的封装。通常用静态函数from_string()从字符串得到ip地址对象，to_string()转为字符串

3.1.3 endpoint类，IP地址+端口号构成一个socket端点。boost::asio::ip::tcp::endpoint来表示。主要用法是通过构造函数创建一个可用于socket通信的端点对象。端点的地址和端口号可用address()、port()获得。

3.1.4 socket类，是tcp通信的基本类，实质是basic_stream_socket<tcp> ，tcp协议的basic_stream_socket特化类。

3.1.5 acceptor类，boost::asio::ip::tcp::acceptor，是basic_socket_acceptor的tcp特化，用于服务器，在指定的端口号接受连接，由accept()成员函数负责接受新的连接并将连接成功的socket以引用参数的形式输出。

3.1.6 resolver类，解释网络地址。主要用来解释网址获得可用的IP地址，从而可得到address对象。

3.2同步TCP通信

少废话，看代码，服务端：

int main()
try
{
    typedef ip::tcp::acceptor acceptor_type;
    typedef ip::tcp::endpoint endpoint_type;
    typedef ip::tcp::socket socket_type;

    io_service io;//io_server对象
    acceptor_type acceptor(io, endpoint_type(ip::tcp::v4(), 6688)); //acceptor对象（注有多种构造函数形式，这是其中一种形式）
    cout << acceptor.local_endpoint().address() << endl;

    for(;;)
    {
        socket_type sock(io);//定义socket对象

        acceptor.accept(sock);//阻塞直到收到新的socket连接，并将socket连接对象由引用参数输出

        cout << "client:";
        cout << sock.remote_endpoint().address()<<":"<<sock.remote_endpoint().port()<< endl;

        sock.send(buffer("hello asio"));
    }
}
catch (std::exception& e)
{
    cout << e.what() << endl;
}

客户端：

int main()
try
{
    typedef ip::tcp::endpoint endpoint_type;
    typedef ip::tcp::socket socket_type;
    typedef ip::address address_type;

    io_service io; //io_server对象
    socket_type sock(io); //socket对象
    endpoint_type ep(address_type::from_string("127.0.0.1"), 6688);//端点

    sock.connect(ep);//socket连接端点，同步的，要么连接成功返回，要么抛出异常
    cout << sock.available() << endl;

    //vector<char> str(sock.available() + 1, 0);
    //sock.receive(buffer(str));
    //cout << "recive from " << sock.remote_endpoint().address();
    //cout << &str[0] << endl;

    vector<char> str(5,0);
    error_code ec;
    for(;;)
    {
        sock.read_some(buffer(str), ec); //socket读取内容
        if(ec)
        {
            break;
        }
        cout << &str[0];
    }
    cout << endl;
}
catch (std::exception& e)
{
    cout << e.what() << endl;
}

3.3异步TCP通信

与同步TCP通信的主要差异是：1、服务器端的阻塞accept()改成异步的async_accept(),同步异步都是由引用参数输出socket对象，异步的参数多一个回调句柄。2、客户端的阻塞connect()改为异步的async_connect()。代码略。

Boost库系列：asio总结