使用C++11的`std::future`和`std::promise`实现异步网络通信

使用C++11的std::future和std::promise实现异步网络通信

在现代C++编程中，异步编程是一个重要的主题。C++11引入了std::future和std::promise，为异步编程提供了强大的工具。本文将详细介绍如何使用std::future和std::promise实现异步网络通信，并提供丰富的示例代码。

什么是std::future和std::promise？

std::future和std::promise是C++11标准库中的两个类，用于实现异步操作：

• std::promise：用于设置一个值或异常，该值或异常可以在另一个线程中被获取。
• std::future：用于获取由std::promise设置的值或异常。

通过std::promise和std::future，我们可以在一个线程中启动一个异步操作，并在另一个线程中等待其完成。

实现异步网络通信的步骤

1. 创建Socket：使用socket函数创建一个Socket。
2. 连接服务器：使用connect函数连接到服务器。
3. 发送和接收消息：使用send和recv函数进行消息传递。
4. 使用std::promise和std::future：在异步操作中使用std::promise和std::future来实现异步通信。

示例代码

以下是实现一个简单的异步TCP客户端的完整代码示例：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <future>

const int PORT = 8080;
const int BUFFER_SIZE = 1024;

std::string async_send_receive(const std::string& server_ip, const std::string& message) {
   
   
    // 创建Socket
    int client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (client_socket == -1) {
   
   
        throw std::runtime_error("Failed to create socket");
    }

    // 服务器地址
    sockaddr_in server_addr;
    std::memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);
    inet_pton(AF_INET, server_ip.c_str(), &server_addr.sin_addr);

    // 连接服务器
    if (connect(client_socket, (sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {
   
   
        close(client_socket);
        throw std::runtime_error("Failed to connect to server");
    }

    // 发送消息
    send(client_socket, message.c_str(), message.size(), 0);

    // 接收响应
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    std::memset(buffer, 0, BUFFER_SIZE);
    int bytes_received = recv(client_socket, buffer, BUFFER_SIZE, 0);
    if (bytes_received < 0) {
   
   
        close(client_socket);
        throw std::runtime_error("Failed to receive response");
    }

    // 关闭连接
    close(client_socket);

    return std::string(buffer, bytes_received);
}

int main() {
   
   
    std::string server_ip = "127.0.0.1";
    std::