Boost.Asio C++ Chapter_4 tcp_sync

/*同步客户端*/

//同步客户端会以你所期望的串行方式运行；连接到服务端，登录服务器，然后执行连接循环，比如休眠一下，
//发起一个请求，读取服务端返回，然后再休眠一会，然后一直循环下去……
//因为我们是同步的，所以我们让事情变得简单一点。首先，连接到服务器，然后再循环，如下：
io_service service;
ip::tcp::endpoint ep( ip::address::from_string("127.0.0.1"), 8001);
void run_client(const std::string & client_name) {
talk_to_svr client(client_name);
try {
client.connect(ep);
client.loop();
} catch(boost::system::system_error & err) {
std::cout << "client terminated " << std::endl;
}
}

/*下面的代码片段展示了talk_to_svr类：*/
struct talk_to_svr {
talk_to_svr(const std::string & username) : sock_(service), started_(true), username_(username) {}
void connect(ip::tcp::endpoint ep) {
sock_.connect(ep);
}
void loop() {
write("login " + username_ + "\n");
read_answer();
while ( started_) {
write_request();
read_answer();
boost::this_thread::sleep(millisec(rand() % 7000));
}
}

std::string username() const { return username_; }
...
private:
ip::tcp::socket sock_;
enum { max_msg = 1024 };
int already_read_;
char buff_[max_msg];
bool started_;
std::string username_;
};

//在这个循环中，我们仅仅填充1个比特，做一个ping操作之后就进入睡眠状态，之后再读取服务端的返回。
//我们的睡眠是随机的（有时候超过5秒），这样服务端就有可能在某个时间点断开我们的连接：
void write_request() {
write("ping\n");
}
void read_answer() {
already_read_ = 0;
read(sock_, buffer(buff_), boost::bind(&talk_to_svr::read_complete, this, _1, _2));
process_msg();
}
void process_msg() {
std::string msg(buff_, already_read_);
if ( msg.find("login ") == 0) on_login();
else if ( msg.find("ping") == 0) on_ping(msg);
else if ( msg.find("clients ") == 0) on_clients(msg);
else std::cerr << "invalid msg " << msg << std::endl;
}

void on_login() { do_ask_clients(); }
void on_ping(const std::string & msg) {
std::istringstream in(msg);
std::string answer;
in >> answer >> answer;
if ( answer == "client_list_changed")
do_ask_clients();
}
void on_clients(const std::string & msg) {
std::string clients = msg.substr(8);
std::cout << username_ << ", new client list:" << clients;
}
void do_ask_clients() {
write("ask_clients\n");
read_answer();
}
void write(const std::string & msg) { sock_.write_some(buffer(msg)); }
size_t read_complete(const boost::system::error_code & err, size_t bytes) {
// ... 和之前一样
}

int main(int argc, char* argv[]) {
boost::thread_group threads;
char* names[] = { "John", "James", "Lucy", "Tracy", "Frank", "Abby", 0 };
for ( char ** name = names; *name; ++name) {
threads.create_thread( boost::bind(run_client, *name));
boost::this_thread::sleep( boost::posix_time::millisec(100));
}
threads.join_all();
}

/*同步服务端*/
//同步服务端也是相当简单的。它只需要两个线程，一个负责接收新的客户端连接，另外一个负责处理已经存在的客户端请求。
//它不能使用单线程，因为等待新的客户端连接是一个阻塞操作，所以我们需要另外一个线程来处理已经存在的客户端请求。
//正常来说服务端都比客户端要难实现。一方面，它要管理所有已经连接的客户端。因为我们是同步的，所以我们需要至少两个线程，
//一个负责接受新的客户端连接（因为accept()是阻塞的）而另一个负责回复已经存在的客户端。
io_service service;
void accept_thread() {
ip::tcp::acceptor acceptor(service,ip::tcp::endpoint(ip::tcp::v4(), 8001));
while ( true) {
client_ptr new_( new talk_to_client);
acceptor.accept(new_->sock());
boost::recursive_mutex::scoped_lock lk(cs);
clients.push_back(new_);
}
}

void handle_clients_thread() {
while ( true) {
boost::this_thread::sleep( millisec(1));
boost::recursive_mutex::scoped_lock lk(cs);
for(array::iterator b = clients.begin(), e = clients.end(); b!= e; ++b)
(*b)->answer_to_client();
// 删除已经超时的客户端
clients.erase(std::remove_if(clients.begin(), clients.end(), boost::bind(&talk_to_client::timed_out,_1)), clients.end());
}
}
int main(int argc, char* argv[]) {
boost::thread_group threads;
threads.create_thread(accept_thread);
threads.create_thread(handle_clients_thread);
threads.join_all();
}

//为了分辨客户端发送过来的请求我们需要保存一个客户端的列表。
//每个talk_to_client实例都拥有一个socket，socket类是不支持拷贝构造的，所以如果你想要把它们保存在一个std::vector对象中，你需要一个指向它的智能指针。
//这里有两种实现的方式：在talk_to_client内部保存一个指向socket的智能指针然后创建一个talk_to_client实例的数组，
//或者让talk_to_client实例用变量的方式保存socket，然后创建一个指向talk_to_client智能指针的数组。我选择后者，但是你也可以选前面的方式：
typedef boost::shared_ptr<talk_to_client> client_ptr;
typedef std::vector<client_ptr> array;
array clients;
boost::recursive_mutex cs;

//talk_to_client的主要代码如下：
struct talk_to_client : boost::enable_shared_from_this<talk_to_client>
{
talk_to_client() { ... }
std::string username() const { return username_; }
void answer_to_client() {
try {
read_request();
process_request();
} catch ( boost::system::system_error&) { stop(); }
if ( timed_out())
stop();
}
void set_clients_changed() { clients_changed_ = true; }
ip::tcp::socket & sock() { return sock_; }
bool timed_out() const {
ptime now = microsec_clock::local_time();
long long ms = (now - last_ping).total_milliseconds();
return ms > 5000 ;
}
void stop() {
boost::system::error_code err; sock_.close(err);
}
void read_request() {
if ( sock_.available())
already_read_ += sock_.read_some(buffer(buff_ + already_read_, max_msg - already_read_));
}
...
private:
// ...  和同步客户端中的一样
bool clients_changed_;
ptime last_ping;
};
//上述代码拥有非常好的自释能力。其中最重要的方法是read_request()。它只在存在有效数据的情况才读取，这样的话，服务端永远都不会阻塞：

void process_request() {
bool found_enter = std::find(buff_, buff_ + already_read_, '\n') < buff_ + already_read_;
if ( !found_enter)
return; // 消息不完整
// 处理消息
last_ping = microsec_clock::local_time();
size_t pos = std::find(buff_, buff_ + already_read_, '\n') - buff_;
std::string msg(buff_, pos);
std::copy(buff_ + already_read_, buff_ + max_msg, buff_);
already_read_ -= pos + 1;
if ( msg.find("login ") == 0)
on_login(msg);
else if ( msg.find("ping") == 0)
on_ping();
else if ( msg.find("ask_clients") == 0)
on_clients();
else
std::cerr << "invalid msg " << msg << std::endl;
}
void on_login(const std::string & msg) {
std::istringstream in(msg);
in >> username_ >> username_;
write("login ok\n");
update_clients_changed();
}
void on_ping() {
write(clients_changed_ ? "ping client_list_changed\n" : "ping ok\n");
clients_changed_ = false;
}
void on_clients() {
std::string msg;
{ boost::recursive_mutex::scoped_lock lk(cs);
for( array::const_iterator b = clients.begin(), e = clients.end() ; b != e; ++b)
msg += (*b)->username() + " ";
}
write("clients " + msg + "\n");
}
void write(const std::string & msg){
sock_.write_some(buffer(msg));
}

//观察process_request()。当我们读取到足够多有效的数据时，我们需要知道我们是否已经读取到整个消息(如果found_enter为真)。
//这样做的话，我们可以使我们避免一次读多个消息的可能（’\n’之后的消息也被保存到缓冲区中），
//然后我们解析读取到的整个消息。剩下的代码都是很容易读懂的。