Boost asio的async_write函数

本文详细解析了在使用Boostasio库的async_write函数时可能出现的错误,强调了确保每次异步操作完成后再启动下一次的重要性,并通过示例代码对比了正确与错误的使用方式,帮助开发者避免数据错乱的问题。

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Boost asio是一个异步网络通信的库,其中async_write是一个比较常用的函数,但是,如果没有正确的使用,就可能会出现一些意想不到的潜在Bug。例如下面的代码:

for (int i=0; i < n; i++)
{
    boost::asio::async_write(
        socket_,
        boost::asio::buffer( buffer[i].data_.get(), buffer[i].length_ ),
        boost::asio::transfer_at_least(buffer[i].length_),
        boost::bind(
            &HttpServer::HandleTcpSend,
            shared_from_this(),
            boost::asio::placeholders::error,
            boost::asio::placeholders::bytes_transferred         
        )
    );
    // Do something
} 


代码很简单,就是循环N次,发送N块buffer。我们的目标是,接收端依次接收buffer1,buffer2,……,buffer n。但是,事实上,上面的代码是有问题的,服务器可能会接收到完全错乱的数据。先看一下正确的写法,代码如下:

 int i=0;
    boost::asio::async_write(
        socket_,
        boost::asio::buffer( buffer[i].data_.get(), buffer[i].length_ ),
        boost::asio::transfer_at_least(buffer[i].length_),
        boost::bind( 
            &HttpServer::HandleTcpSend, 
            shared_from_this(),
            boost::asio::placeholders::error,
            boost::asio::placeholders::bytes_transferred         
        )
    );
 
    // Do something
 
void HttpServer::HandleTcpSend(const boost::system::error_code& err, 
    size_t bytes_transferred)
{
    i++;
    boost::asio::async_write(
        socket_,
        boost::asio::buffer( buffer[i].data_.get(), buffer[i].length_ ),
        boost::asio::transfer_at_least(buffer[i].length_),
        boost::bind( 
            &HttpServer::HandleTcpSend, 
            shared_from_this(),
            boost::asio::placeholders::error,
            boost::asio::placeholders::bytes_transferred         
        )
    );
}

问题。这个并不是asio的限制,底层套接字的一些函数,如发送等也无法保证一次异步操作就把所有的数据都通过TCP流发送出去。async_write将被告知有多少字节实际发送了,然后要求在下一次异步操作时发送剩余的字节。async_write是通过一次或者多次调用async_write_some函数来实现的,那么如果在第一个async_write还没有完成就调用第二个async_write,async_write_some就有可能先将第二个buffer的数据先发送出去。

因此,NEVER start your second async_write before the first has completed.


From http://www.sizeof.cn/html/2009/143.html

<think>嗯,用户想了解Boost.Asio中的async_read函数的触发机制、使用方法、官方文档和示例代码。首先,我需要回忆一下Boost.Asio的异步操作机制。记得Boost.Asio使用异步I/O操作时,需要调用io_context::run()来处理完成事件。async_read函数是用于异步读取数据的,它会一直读取直到满足指定的条件,比如缓冲区满或者到达流的末尾,而async_read_some则是读取至少一个字节的数据。 触发机制方面,用户可能想知道async_read什么时候会触发回调函数。根据之前的引用内容,比如引用[1]提到async_write_some在多路复用模型下可能被延迟调用,导致时序问题。同样,async_read可能也有类似的机制,当底层I/O就绪时,比如有数据到达时,操作系统会通知Boost.Asio,从而触发回调。但是需要注意,async_read会尽可能读取足够的数据,直到填满缓冲区或者发生错误。 使用方法方面,需要正确设置异步读取的条件,比如使用boost::asio::buffer来管理缓冲区,并且处理可能的错误。官方文档中应该详细说明了参数和错误处理的方式。此外,引用[4]中提到处理大数据时需要多次调用sync_read_some,而async_read可能自动处理这种情况,因为它会持续读取直到填满缓冲区。 示例代码部分,用户提供的引用[3]有一个客户端的例子,但使用的是async_writeasync_read_some。需要根据这个例子调整,展示async_read的正确用法。比如在回调函数中再次调用async_read以持续接收数据,同时管理缓冲区的位置和大小。 可能需要注意的问题包括:回调函数的正确绑定、缓冲区的生命周期管理、错误处理(如连接关闭或错误码),以及如何确保所有数据都被正确读取,特别是当数据分多次到达时。此外,引用[1]中的时序问题可能提醒在异步操作中需要保证操作的顺序,避免并发调用导致的混乱,可能需要使用队列来管理读写操作。 现在,需要将这些点组织成一个清晰的回答,涵盖触发机制、使用方法、文档链接和示例代码。同时,生成的相关问题应该围绕常见问题,比如错误处理、与async_read_some的区别、大数据处理等。</think>### Boost.Asioasync_read触发机制及使用方法 #### 一、触发机制 1. **底层I/O就绪触发** `async_read`的触发依赖于操作系统的I/O多路复用机制(如Linux的epoll、Windows的IOCP)。当底层socket接收缓冲区有数据可读时,操作系统通知Boost.Asio,触发回调函数[^1][^4]。 2. **数据读取条件** `async_read`会持续读取数据,直到满足以下条件之一: - 用户提供的缓冲区被填满 - 到达流的末尾(如TCP连接关闭) - 发生错误(如连接中断) 3. **与async_read_some的区别** `async_read_some`可能只读取部分数据(最少1字节),而`async_read`会尽可能读取完整数据块,确保缓冲区填满或达到终止条件[^4]。 --- #### 二、使用方法 1. **核心参数** ```cpp template <typename AsyncReadStream, typename MutableBufferSequence, typename ReadHandler> void async_read( AsyncReadStream& s, const MutableBufferSequence& buffers, ReadHandler&& handler ); ``` - `AsyncReadStream`: 异步流对象(如`tcp::socket`) - `MutableBufferSequence`: 接收缓冲区(如`boost::asio::buffer`) - `ReadHandler`: 完成回调函数,签名为`void (const boost::system::error_code&, size_t)` 2. **操作步骤** - 创建缓冲区 - 调用`async_read`发起异步操作 - 在回调函数中处理结果 - 通过`io_context::run()`启动事件循环 --- #### 三、官方文档 - [async_read文档](https://www.boost.org/doc/libs/1_81_0/doc/html/boost_asio/reference/async_read.html) - 关键说明: > *"This operation is implemented in terms of zero or more calls to the stream's async_read_some function."*[^4] --- #### 四、示例代码 ```cpp #include <boost/asio.hpp> using namespace boost::asio; void handle_read(const boost::system::error_code& ec, size_t bytes_transferred) { if (!ec) { std::cout << "Received " << bytes_transferred << " bytes\n"; } else { std::cerr << "Error: " << ec.message() << std::endl; } } int main() { io_context io_ctx; ip::tcp::socket socket(io_ctx); // 假设socket已连接 char buffer[1024]; async_read(socket, buffer(buffer), handle_read); io_ctx.run(); // 启动事件循环 return 0; } ``` --- #### 五、关键注意事项 1. **缓冲区生命周期** 必须确保缓冲区在异步操作期间保持有效(避免使用栈内存后释放)。 2. **连续读取模式** 通常在回调函数中递归调用`async_read`实现持续读取: ```cpp void read_loop() { async_read(socket, buffer(data_), [this](auto ec, size_t bytes) { if (!ec) { process_data(bytes); read_loop(); // 继续读取 } }); } ``` 3. **错误处理** 必须检查`error_code`,区分`boost::asio::error::eof`(正常关闭)和其他错误[^1]。 ---
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