面试题：网络编程之Boost.Asio基础应用

关键代码片段

#include <iostream>
#include <boost/asio.hpp>

using boost::asio::ip::tcp;

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

    void start() {
        read();
    }

private:
    void read() {
        auto self(shared_from_this());
        boost::asio::async_read_until(socket_, buffer_, '\n',
            [this, self](boost::system::error_code ec, std::size_t length) {
                if (!ec) {
                    std::string line;
                    std::istream is(&buffer_);
                    std::getline(is, line);

                    std::cout << "Received: " << line << std::endl;

                    write(line + "\n");
                }
            });
    }

    void write(std::string response) {
        auto self(shared_from_this());
        boost::asio::async_write(socket_, boost::asio::buffer(response),
            [this, self](boost::system::error_code ec, std::size_t /*length*/) {
                if (!ec) {
                    read();
                }
            });
    }

    tcp::socket socket_;
    boost::asio::streambuf buffer_;
};

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

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

                do_accept();
            });
    }

    tcp::acceptor acceptor_;
    tcp::socket socket_;
};

在 main 函数中：

int main() {
    try {
        boost::asio::io_context io_context;
        server s(io_context, 12345);

        std::vector<std::thread> threads;
        for (std::size_t i = 0; i < std::thread::hardware_concurrency(); ++i) {
            threads.emplace_back([&io_context]() { io_context.run(); });
        }

        for (auto& thread : threads) {
            thread.join();
        }
    } catch (std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

原理解释
- session 类：
  - 每个客户端连接都会由一个 session 对象处理。session 类持有一个 tcp::socket 实例，用于与客户端进行通信。
  - start 方法启动读取操作。read 方法使用 async_read_until 异步读取数据，直到遇到换行符 '\n'。当数据读取成功后，将数据打印出来，并调用 write 方法回显数据。write 方法使用 async_write 异步发送数据，发送完成后再次调用 read 方法，以继续接收下一条数据。
- server 类：
  - server 类负责监听指定端口，接受客户端连接。它持有一个 tcp::acceptor 用于监听，以及一个 tcp::socket 用于与新连接的客户端进行通信。
  - do_accept 方法使用 async_accept 异步接受客户端连接。当有新连接到来时，创建一个 session 对象来处理该连接，并递归调用 do_accept 以继续监听新的连接。
- main 函数：
  - 创建一个 io_context 对象，用于管理异步操作。
  - 创建一个 server 对象，绑定到指定端口并开始监听。
  - 根据系统的 CPU 核心数创建多个线程，每个线程运行 io_context.run()，以处理异步事件。这样可以充分利用多核 CPU 的性能，提高服务器的并发处理能力。最后等待所有线程结束。

星途面试题库

面试题：网络编程之Boost.Asio基础应用

知识考点

面试题答案