在C++中实现多线程异步TCP消息发送

本文主要解释了在C++中如何实现一个多线程，异步发送TCP消息的系统。我们将会用到C++的标准库和Boost.Asio库。

基础知识

TCP（Transmission Control Protocol)： 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的通信协议。它在两个网络节点之间创建一个稳定的连接，以便可以交换字节流。

多线程编程： 是一种使用多个线程并行执行代码的方法，适用于CPU密集型或IO密集型任务。

异步消息发送： 消息发送者不需要等待接收者处理消息，可以立即返回并继续执行其它任务。

Boost.Asio： 是一个跨平台C++库，用于编写使用I/O，定时器，序列化和网络编程的高性能异步应用程序。

开始实现

首先，我们需要包含必要的头文件。

#include <boost/asio.hpp>
#include <thread>
#include <iostream>

然后，我们创建一个tcp_client类，该类用于发送TCP消息。

class tcp_client
{
public:
    tcp_client(boost::asio::io_service& io_service, const std::string& server, const std::string& message)
        : socket_(io_service), message_(message)
    {
        // Resolve the server address and port number
        boost::asio::ip::tcp::resolver resolver(io_service);
        boost::asio::ip::tcp::resolver::query query(server, "daytime");
        boost::asio::ip::tcp::resolver::iterator endpoint_iterator = resolver.resolve(query);

        // Connect the socket to the server
        boost::asio::connect(socket_, endpoint_iterator);

        // Start the asynchronous operation
        start_send();
    }

    void start_send()
    {
        boost::asio::async_write(socket_, boost::asio::buffer(message_),
            [this](boost::system::error_code ec, std::size_t /*length*/)
            {
                if (!ec)
                {
                    std::cout << "Message sent successfully.\n";
                }
                else
                {
                    std::cout << "Failed to send message: " << ec.message() << "\n";
                }
            });
    }

private:
    boost::asio::ip::tcp::socket socket_;
    std::string message_;
};

tcp_client类说明

在这个tcp_client类中，我们有以下函数：

• tcp_client： 构造函数，接受一个io_service引用，服务器的地址和需要发送的消息。它解析服务器地址和端口号，然后连接到服务器，并启动异步操作。
• start_send： 它使用boost::asio::async_write函数异步地向服务器发送消息。一旦消息发送完毕，Boost.Asio将调用我们提供的lambda函数，此函数接收一个错误码和发送的字节长度作为参数。如果发送成功，我们就打印一条成功消息，否则，打印出错信息。

现在，我们可以在main函数中创建一个io_service对象和一个tcp_client对象，并调用io_service的run函数来开始异步操作。

int main()
{
    try
    {
        boost::asio::io_service io_service;

        // Create a list of messages to be sent.
        std::vector<std::string> messages = {"Hello", "from", "C++"};

        // Create a new thread for each message to be sent.
        std::vector<std::thread> threads;
        for (const auto& message : messages)
        {
            threads.push_back(std::thread([&io_service, &message](){
                tcp_client c(io_service, "localhost", message); 
            }));
        }

        // Run the io_service in the main thread to handle all asynchronous operations.
        io_service.run();

        // Wait for all threads to finish.
        for (auto& t : threads)
        {
            t.join();
        }
    }
    catch (std::exception& e)
    {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

在这段程序中，我们为每个要发送的消息创建了一个新的线程，并在每个线程中创建一个tcp_client对象。然后，我们在主线程中运行io_service.run函数，来处理所有的异步操作。最后，我们等待所有的线程完成。

结束语

这就是在C++中实现多线程异步发送TCP消息的简单示例。这是一个基础的示例，实际使用时可能需要添加错误处理和异常处理代码。