【C++boost::asio网络编程】有关socket的创建和连接的笔记

tcp客户端创建端点

int client_end_point()
{std::string raw_ip_address = "127.0.0.1";unsigned short prot_num = 8888;boost::system::error_code ec;boost::asio::ip::address ip_address = boost::asio::ip::address::from_string(raw_ip_address, ec);if (ec.value() != 0){std::cout << "Failed to parse the IP address.Error code = " << ec.value() << ".Message is " << ec.message();return ec.value();}boost::asio::ip::tcp::endpoint endpoint(ip_address, prot_num);return 0;
}

  std::string raw_ip_address和unsigned short prot_num分别代表了ip地址和端口号，其中127.0.0.1为本地回环地址，也叫做localhost
  cboost::system::error_code ec用来表示可能出现的错误。Boost.Asio 使用这个对象来存储错误信息，例如网络操作中可能发生的错误
  boost::asio::ip::address ip_address = boost::asio::ip::address::from_string(raw_ip_address, ec);则是将字符串类型的ip地址解析为boost库中更为通用的boost::asio::ip::address 类型的对象
  boost::asio::ip::tcp::endpoint endpoint(ip_address, prot_num);该语句使用ip_address 和prot_num 创建了一个 TCP 端点（tcp::endpoint）。端点是网络通信中表示地址和端口的对象，通常用于设置连接目标。ip_address 是通过前面解析得到的 IP 地址。prot_num 是端口号，表示服务监听的端口。

tcp服务端创建端点

int server_end_point()
{unsigned port_num = 8888;//端口号boost::asio::ip::address ip_address = boost::asio::ip::address_v6::any();boost::asio::ip::tcp::endpoint endpoint(ip_address, port_num);return 0;
}

  boost::asio::ip::address_v6::any() 是一个特殊的 IPv6 地址，表示任意可用的地址，通常用于服务器端监听所有可用的 IPv6 地址。如果是 IPv4 地址的话，则使用 boost::asio::ip::address_v4::any()

创建socket

int create_tcp_socket()
{boost::asio::io_context ioc;boost::asio::ip::tcp protocol = boost::asio::ip::tcp::v4();boost::system::error_code ec;boost::asio::ip::tcp::socket sock(ioc);sock.open(protocol, ec);if (ec.value() != 0){std::cout<< "Failed to open the socket! Error code = "<< ec.value() << ". Message: " << ec.message();return ec.value();}return 0;
}

  boost::asio::io_context 是 Boost.Asio 中用于执行异步操作的核心对象。它是所有异步操作的调度中心，负责调度和执行异步事件

boost::asio::ip::tcp protocol = boost::asio::ip::tcp::v4();

  这段代码主要意思是选择TCP协议的版本，当使用tcp::v4()代表使用的是TCP协议的IPV4版本，如果使用的是tcp::v6()则代表选择的是IPV6

boost::asio::ip::tcp::socket sock(ioc);

  以上代码创建了一个 boost::asio::ip::tcp::socket 类型的套接字对象 sock。该套接字是基于之前创建的 ioc（io_context）对象进行初始化的。ioc 是 io_context 对象，它在后台驱动异步操作，而套接字则是与网络通信的实体，能够接收和发送数据

sock.open(protocol, ec);

  sock.open(protocol, ec) 尝试打开一个 TCP 套接字。这里的 protocol 是之前定义的 IPv4 协议（boost::asio::ip::tcp::v4()）。
  如果打开成功，sock 将变为可用状态，允许进行后续的读写操作。如果失败，ec 将保存错误码和错误信息

创建TCP 服务器端的 acceptor 套接字

int create_acceptor_socket()
{boost::asio::io_context ioc;boost::asio::ip::tcp::acceptor acceptor(ioc);boost::asio::ip::tcp protocol = boost::asio::ip::tcp::v4();boost::system::error_code ec;acceptor.open(protocol, ec);if (ec.value() != 0){std::cout << "false" << std::endl;return ec.value();}return 0;
}

boost::asio::ip::tcp::acceptor acceptor(ioc);

  boost::asio::ip::tcp::acceptor 是一个用于监听客户端连接请求的对象。在这里，acceptor 对象会依赖于 ioc（io_context）来执行其异步操作。acceptor 的作用是等待客户端发起连接，并接受连接。

boost::asio::ip::tcp protocol = boost::asio::ip::tcp::v4();

  boost::asio::ip::tcp::v4() 表示使用 IPv4 协议类型。这里创建了一个表示 IPv4 协议的 protocol 对象。可以理解为告诉 acceptor 套接字它应该使用 IPv4 协议来进行通信。
  Boost.Asio 同时支持 IPv4 和 IPv6，这里选择了 v4()，意味着服务器将只监听 IPv4 地址

acceptor.open(protocol, ec);

  以上代码 是用来打开 acceptor 套接字的函数。在这里，protocol 参数指定了使用的协议（IPv4），ec 用于捕获错误代码。该操作会尝试在指定协议（IPv4）下打开一个套接字，并让其开始监听传入连接的请求。
  如果 acceptor.open() 操作失败，错误信息会被记录在 ec 中。
  这段代码并没有绑定 acceptor 到具体的地址和端口。通常情况下，acceptor.open() 之后，还需要通过 acceptor.bind() 或直接在 acceptor 构造函数中指定一个端点（IP 地址和端口）来完成绑定。
  还有一种更加方便的方式创建acceptor 套接字

int create_acceptor_socket()
{boost::asio::io_context ioc;boost::asio::ip::tcp::acceptor a(ioc,boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(),8888));
return 0;
}

acceptor的构造函数接收了两个参数

1. ioc：即之前创建的 boost::asio::io_context 对象。acceptor 需要依赖它来执行后续的 I/O 操作。
2. boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(), 8888)：这是一个 endpoint 对象，表示监听的具体地址和端口

创建 acceptor 套接字并绑定

int bind_acceptor_socket()
{boost::asio::io_context ioc;unsigned short prot_num = 8888;boost::asio::ip::tcp::endpoint ep(boost::asio::ip::address_v4::any(), prot_num);boost::asio::ip::tcp::acceptor a(ioc, ep.protocol());boost::system::error_code ec;a.bind(ep,ec);if (ec.value() != 0) {std::cout << "Failed to bind the acceptor socket."<< "Error code = " << ec.value() << ". Message: "<< ec.message();return ec.value();}return 0;
}

为什么这里没有对acceptor的open操作？
  通常情况下，open 操作用来显式地打开一个套接字并指定其协议类型。在之前创建boost::asio::ip::tcp::acceptor对象时只传递了一格参数ioc而没有指定协议类型(是IPV4还是IPV6?)，所以需要手动显示open,但是这里boost::asio::ip::tcp::acceptor a(ioc, ep.protocol());创建时传递了协议类型，它就是在构造函数中自动完成open操作

客户端连接到服务器

通过ip地址解析

int connect_to_end()
{unsigned short prot_num = 8888;std::string ip = "127.0.0.1";try{boost::asio::ip::tcp::endpoint ep(boost::asio::ip::address::from_string(ip), prot_num);boost::asio::io_context ioc;boost::asio::ip::tcp::socket sock(ioc, ep.protocol());sock.connect(ep);}catch (const boost::system::system_error& e){std::cout << "Error occured! Error code = " << e.code() << ".Message:" << e.what();return e.code().value();}return 0;
}

通过域名解析

int dns_connect_to_end()
{std::string host = "www.baidu.com";std::string port_num = "8888";boost::asio::io_context ioc;boost::asio::ip::tcp::resolver::query resolver_query(host, port_num, boost::asio::ip::tcp::resolver::query::numeric_service);boost::asio::ip::tcp::resolver resolver(ioc);try{boost::asio::ip::tcp::resolver::iterator it = resolver.resolve(resolver_query);boost::asio::ip::tcp::socket sock(ioc);boost::asio::connect(sock, it);}catch (boost::system::system_error& e){std::cout << "Error occured! Error code = " << e.code() << ".Message:" << e.what() << std::endl;return e.code().value();}return 0;
}

boost::asio::ip::tcp::resolver::query resolver_query(host, port_num, boost::asio::ip::tcp::resolver::query::numeric_service);

  这里创建了一个 resolver_query 对象，指定了要解析的域名 host 和端口号 port_num。
  boost::asio::ip::tcp::resolver::query 是 Boost.Asio 中用于描述解析查询的类，它包含了域名和端口信息，告诉解析器要解析哪个主机的 IP 地址。
  boost::asio::ip::tcp::resolver::query::numeric_service 表示请求解析服务的端口号为数值类型，确保解析器解析的是数字形式的端口号。

boost::asio::ip::tcp::socket sock(ioc);
boost::asio::connect(sock, it);

  boost::asio::ip::tcp::socket sock(ioc) 创建了一个 TCP 套接字 sock，并使用 ioc（I/O 服务对象）进行初始化。
  boost::asio::connect(sock, it) 尝试连接到解析出来的第一个 IP 地址。这里，it 是从 resolver.resolve() 返回的迭代器，表示解析到的 IP 地址列表。connect 会逐个尝试列表中的 IP 地址，直到找到一个能够成功连接的地址。

服务端接收新连接

int accept_new_connection()
{const int BACKLOG_SIZE = 30;boost::asio::ip::tcp::endpoint ep(boost::asio::ip::address_v4::any(), 8888);boost::asio::io_context ioc;try{boost::asio::ip::tcp::acceptor ac(ioc,ep.protocol());ac.bind(ep);ac.listen(BACKLOG_SIZE);boost::asio::ip::tcp::socket sock(ioc);ac.accept(sock);}catch (boost::system::system_error& e){std::cout << "Error occured! Error code = " << e.code() << ".Message:" << e.what() << std::endl;return e.code().value();}return 0;
}

  BACKLOG_SIZE 设置为 30，表示服务器在等待连接时能够排队的最大连接数。这是 TCP 协议栈的一个参数，通常设置为比实际预期连接数稍大的值，防止过多的连接被拒绝。

boost::asio::ip::tcp::socket sock(ioc);
ac.accept(sock);

  boost::asio::ip::tcp::socket sock(ioc); 创建一个新的 TCP 套接字 sock，用于与连接的客户端进行通信。这个套接字是通过 ioc（I/O 上下文）初始化的。
  ac.accept(sock); 调用 accept() 方法等待接受客户端的连接。当有客户端尝试连接到指定端口时，accept() 会阻塞直到接收到连接请求。成功后，sock 就与客户端建立了连接，并且可以用它来进行数据传输。