Vasilui Oct 14 2013 at 10:01

«Boost.Asio C++ Network Programming». Глава 7: Boost.Asio – дополнительные темы

7 min

29K

Programming*C++*API*

Tutorial

Translation

Original author: Tim Packt Publishing

Всем привет!
Продолжаю перевод книги John Torjo «Boost.Asio C++ Network Programming».

Содержание:

Глава 1: Приступая к работе с Boost.Asio
Глава 2: Основы Boost.Asio
- Часть 1: Основы Boost.Asio
- Часть 2: Асинхронное программирование
Глава 3: Echo Сервер/Клиент
Глава 4: Клиент и Сервер
Глава 5: Синхронное против асинхронного
Глава 6: Boost.Asio – другие особенности
Глава 7: Boost.Asio – дополнительные темы

В этой главе рассматриваются некоторые дополнительные темы Boost.Asio. Маловероятно, что вы будете использовать это каждый день, но, безусловно, будет не лишним это знать:

Если отладка не удается, то вы увидите, что Boost.Asio поможет вам в этом
Если вам придется работать с SSL, то посмотрите, что вам может предложить Boost.Asio
Если вы пишите приложение под определенную OC, то посмотрите, какие дополнительные функции есть в Boost.Asio для вас

Asio против Boost.Asio

Авторы Boost.Asio так же обеспечили поддержку Asio. Вы можете думать об этом как об Asio, так как эта библиотека поставляется в двух вариантах, Asio (не Boost) и Boost.Asio. Авторы утверждают, что обновления будут сначала появляться в Asio, и периодически будут добавляться в дистрибутив Boost-а.
Если в двух словах, то различия в следующем:

Asio определено в нэймспейсе asio::, в то время как Boost.Asio определено в boost::asio::
Заголовочный файл в Asio это asio.hpp и boost/asio.hpp в Boost.Asio
В Asio есть свой класс для запуска потоков (эквивалент boost::thread)
Asio предоставляет свои классы для кодов ошибок (asio::error_code вместо boost::system::error_cod и asio::system_error вместо boost::system::system_error)

Больше информации по Asio вы можете получить по ссылке.
Вы должны решить для себя, какой вариант вы предпочтете; лично я предпочитаю Boost.Asio. Вот несколько вещей, на которые стоит обратить внимание, делая свой выбор:

Новые версии Asio выходят чаще, чем новые версии Boost.Asio (новые дистрибутивы Boost выходят довольно редко)
Asio чисто заголовочная (в то время как часть Boost.Asio зависит от других библиотек Boost, которые могут понадобиться для компиляции)
Обе, и Asio и Boost.Asio вполне развитые, поэтому если вы не горите желанием использовать функции из нового релиза Asio, то Boost.Asio довольно хорошая альтернатива, тем более что в вашем распоряжении будут и другие библиотеки Boost.

Вы можете использовать Asio и Boost.Asio в одном приложении, хотя, я не рекомендую вам делать этого. Это может получиться не специально, в этом случае все будет в порядке, например, если вы используете Asio, а некоторые сторонние библиотеки используют Boost.Asio и наоборот.

Отладка

Отладка синхронного приложения, как правило, проще, чем асинхронного приложения. Для синхронного приложения, если оно заблокируется, вы просто войдете в отладку и получите картину того, где произошло (синхронное означает последовательное). Однако, когда вы программируете асинхронно, события не происходят последовательно, поэтому, если произойдет ошибка, то ее действительно трудно будет отловить.
Чтобы избежать этого, во-первых, вы должны очень хорошо разбираться в сопрограммах. Если программа будет реализована правильно, то у вас, практически, не будет проблем вообще.
Только в том случае, когда дело доходит до асинхронного программирования, Boost.Asio протянет вам руку помощи; Boost.Asio позволяет отслеживать обработчики, если определен макрос BOOST_ASIO_ENABLE_HANDLER_TRACKING. Если это так, то Boost.Asio способствует выводу информации в стандартный поток вывода ошибок, записывая время, асинхронную операцию и, относящийся к ней, завершающий обработчик.

Информация отслеживания обработчиков

Информацию не так легко понять, но, тем не менее она очень полезна. На выходе Boost.Asio выдает следующее:

@asio|<timestamp>|<action>|<description>.

Первый тег всегда @asio, вы можете использовать его, чтобы легко фильтровать сообщения, приходящие от Boost.Asio в случае, если другие источники пишут в стандартный поток ошибок (эквивалент std::cerr). Экземпляр timestamp считается в секундах и микросекундах, начиная с 1 января 1970 UTC. Экземпляр action может быть чем-то из следующего:

>n: используется, когда мы входим в обработчик с номером n. Экземпляр description содержит аргументы, передаваемые обработчику.
<n: используется, когда обработчик номер n закрывается.
!n: используется, когда мы вышли из обработчика n из-за исключения.
~n: используется, когда обработчик с номером n разрушается без вызова; наверное, потому что экземпляр io_service уничтожается слишком рано (до того, как n получит шанс вызваться).
n*m: используется, когда обработчик n создает новую асинхронную операцию с завершающим обработчиком под номером m. После старта запущенная асинхронная операция отобразится в экземпляре description. Завершающий обработчик вызовется, когда вы увидите >m(start) и <m(end).
n: используется, когда обработчик с номером n выполняет операцию, которая отображается в description (которая может быть close или операцией cancel). Обычно, вы можете смело их игнорировать.

Всякий раз, когда n = 0, то снаружи выполняются все обработчики (асинхронно), обычно, вы видите, когда выполняется первая операция (операции) или в случае, если вы работаете с сигналами и срабатывает сигнал.
Вы должны обращать внимание на сообщения типа !n и ~n, которые возникают, когда есть ошибки в коде. В первом случае, асинхронная функция не выбросила исключение, таким образом, исключение должно быть сгенерировано вами, вы не должны допускать исключений при выходе из вашего завершающего обработчика. В последнем случае вы, вероятно, уничтожили экземпляр io_service слишком рано, до завершения всех вызванных обработчиков.

Пример

Для того, чтобы показать вам пример вспомогательной информации, позвольте изменить пример из 6 главы. Все, что вам нужно сделать, это добавить дополнительный #define перед включением boost/asio.hpp:

#define BOOST_ASIO_ENABLE_HANDLER_TRACKING
#include <boost/asio.hpp>
...

Так же мы выведем дамп в консоль, когда пользователь войдет в систему и получит первый список клиентов. Вывод будет следующий:

@asio|1355603116.602867|0*1|socket@008D4EF8.async_connect
@asio|1355603116.604867|>1|ec=system:0
@asio|1355603116.604867|1*2|socket@008D4EF8.async_send
@asio|1355603116.604867|<1|
@asio|1355603116.604867|>2|ec=system:0,bytes_transferred=11
@asio|1355603116.604867|2*3|socket@008D4EF8.async_receive
@asio|1355603116.604867|<2|
@asio|1355603116.605867|>3|ec=system:0,bytes_transferred=9
@asio|1355603116.605867|3*4|io_service@008D4BC8.post
@asio|1355603116.605867|<3|
@asio|1355603116.605867|>4|
John logged in
@asio|1355603116.606867|4*5|io_service@008D4BC8.post
@asio|1355603116.606867|<4|
@asio|1355603116.606867|>5|
@asio|1355603116.606867|5*6|socket@008D4EF8.async_send
@asio|1355603116.606867|<5|
@asio|1355603116.606867|>6|ec=system:0,bytes_transferred=12
@asio|1355603116.606867|6*7|socket@008D4EF8.async_receive
@asio|1355603116.606867|<6|
@asio|1355603116.606867|>7|ec=system:0,bytes_transferred=14
@asio|1355603116.606867|7*8|io_service@008D4BC8.post
@asio|1355603116.607867|<7|
@asio|1355603116.607867|>8|
John, new client list: John

Позвольте проанализировать каждую строчку:

Мы вводим async_connect, которая создает обработчик 1(в нашем случае все обрабатывают talk_to_svr::step)
Вызывается обработчик 1 (после успешного подключения к серверу)
Обработчик 1 вызывает async_send, которая создает обработчик 2 (здесь мы посылаем сообщение с логином на сервер)
Обработчик 1 закрывается
Вызывается обработчик 2 и посылает 11 байт (login John)
Обработчик 2 вызывает async_receive, которая создает обработчик 3 (мы ждем, когда сервер ответит на наше сообщение с логином)
Обработчик 2 закрывается
Вызывается обработчик 3 и получает 9 байт (login ok)
Обработчик 3 перенаправляет в on_answer_from_server (где создается обработчик 4)
Обработчик 3 закрывается
Вызывается обработчик 4, который потом запишет в дамп John logged in
Обработчик 4 запускает еще один step (обработчик 5), который будет писать ask_clients
Обработчик 4 закрывается
Открывается обработчик 5
Обработчик 5, async_send ask_clients, создает обработчик 6
Обработчик 5 закрывается
Вводится обработчик 6 (мы успешно отправили ask_clients серверу)
Обработчик 6 вызывает async_receive, которая создает обработчик 7 (мы ждем, когда сервер отправит нам список существующих клиентов)
Обработчик 6 закрывается
Вызывается обработчик 7, и мы принимаем список клиентов
Обработчик 7 запускает on_answer_from_serve (где создается обработчик 8)
Обработчик 7 закрывается
Открывается обработчик 8, и в дамп записывается список клиентов (on_clients)

Это займет некоторое время, чтобы привыкнуть, но, как только вы поймете это, вы сможете изолировать выходные данные, в которых содержится проблема и находить фактическую часть кода, которая должна быть исправлена.

Запись информации отслеживания обработчиков в файл

По умолчанию информация отслеживания обработчиков выводится в стандартный поток ошибок (эквивалент std::cerr). Очень вероятно, что вы захотите перенаправить этот вывод в другое место. С одной стороны, по умолчанию, для консольных приложений, вывод и сброс ошибок происходит в одно место, то есть в консоль. Но для Windows (не консольных) приложений, поток ошибок по умолчанию является пустым.
Вы можете перенаправить вывод ошибок с помощью командной строки, например, так:

some_application 2>err.txt

Если вы не поленитесь, то можете сделать это программно, как показано в следующем фрагменте кода:

// for Windows
HANDLE h = CreateFile("err.txt", GENERIC_WRITE, 0, 0, CREATE_ALWAYS, 
	FILE_ATTRIBUTE_NORMAL , 0);
SetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE, h);
// for Unix
int err_file = open("err.txt", O_WRONLY);
dup2(err_file, STDERR_FILENO);

SSL

Boost.Asio предоставляет классы для поддержки некоторых основных возможностей SSL. Внутри себя она использует OpenSSL. Так что, если вы хотите использовать SSL, то сначала загрузите и соберите OpenSSL . Следует отметить, что, как правило, построение OpenSSL задача не из легких, особенно, если у вас нет популярных компиляторов, таких как Visual Studio.
Если у вас есть успешно собранный OpenSSL, то Boost.Asio имеет некоторые классы надстройки над ним:

ssl::stream: используется вместо класса ip::::socket
ssl::context: это контекст для начала сеанса
ssl::rfc2818_verification: этот класс является простым способом проверки сертификата по имени хоста в соответствии с правилами RFC 2818

Tags:

Hubs: