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面试题:网络编程中Boost.Asio的基本使用

请简述如何使用Boost.Asio创建一个简单的TCP服务器,包括初始化io_context、创建socket、绑定端口、监听连接和处理新连接等关键步骤,并给出关键代码示例。
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面试题答案

一键面试
  1. 初始化io_contextio_context是Boost.Asio的核心对象,负责管理I/O操作。
#include <boost/asio.hpp>
boost::asio::io_context io;
  1. 创建socket: 使用ip::tcp::acceptor来监听新连接,ip::tcp::socket用于与客户端通信。
boost::asio::ip::tcp::acceptor acceptor(io, boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(), 12345));
boost::asio::ip::tcp::socket socket(io);
  1. 绑定端口: 在创建acceptor时,通过endpoint指定要绑定的地址和端口。
boost::asio::ip::tcp::acceptor acceptor(io, boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(), 12345));

这里绑定到IPv4的12345端口。

  1. 监听连接: 使用acceptorlisten方法开始监听。
acceptor.listen();
  1. 处理新连接: 使用acceptoraccept方法来接受新连接。这一步可以是阻塞或非阻塞的。
acceptor.accept(socket);

以下是一个完整的简单TCP服务器示例:

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

void handle_connection(boost::asio::ip::tcp::socket socket) {
    try {
        char buffer[1024];
        size_t length = socket.read_some(boost::asio::buffer(buffer));
        std::cout << "Received: ";
        std::cout.write(buffer, length);
        std::cout << std::endl;
    } catch (std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
    }
}

int main() {
    try {
        boost::asio::io_context io;
        boost::asio::ip::tcp::acceptor acceptor(io, boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(), 12345));
        acceptor.listen();

        while (true) {
            boost::asio::ip::tcp::socket socket(io);
            acceptor.accept(socket);
            std::thread(handle_connection, std::move(socket)).detach();
        }
    } catch (std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
    }
    return 0;
}

在这个示例中:

  • io_context初始化程序的I/O操作。
  • acceptor绑定到12345端口并开始监听。
  • while (true)循环中,accept方法接受新连接,为每个连接创建一个新线程来处理通信(handle_connection函数)。
  • handle_connection函数读取客户端发送的数据并打印到控制台。