在 Boost.Asio 中使用协程

从 1.54.0 版本开始，Boost.Asio 开始支持协程。异步编程是复杂的，协程可以让我们以同步的方式编写出异步的代码，在提高代码可读性的同时又不会丢失性能。

在 Boost.Asio 要怎样才能使用协程呢？可以使用boost::asio::spawn()开启一个协程：

boost::asio::spawn(strand, echo);
void echo(boost::asio::yield_context yield)  // 协程
{    
    // ...
}

spawn()的第一个参数可以是io_service，也可以是strand(如果需要在多线程中保证同步，可以使用strand)。

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协程可以提供代码可读性，例如，如果没有使用协程，那么我们需要编写很多回调函数：

void handleRead(boost::system::error_code ec, std::size_t bytes_transferred)
{    
    // ...
}

socket.async_read_some(boost::asio::buffer(buffer, buffer.size()),                      handleRead);

使用协程之后，就不需要回调函数了：

try {    
    std::size_t n = socket_.async_read_some(
        boost::asio::buffer(buffer, buffer.size()),
        yield
    );
} 
catch (std::exception& e)
{    
    // ...
}

上面的代码，如果出现错误就会抛出异常。当然我们也可以使用错误码替代异常：

boost::system::error_code ec;
std::size_t n = socket_.async_read_some(
    boost::asio::buffer(data, data.size()),
    yield[ec]
    );

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下面是通过协程实现的EchoServer:

class TCPConnection : public std::enable_shared_from_this<TCPConnection> 
{
public:
    TCPConnection(boost::asio::io_service &io_service)
        : socket_(io_service),
          strand_(io_service)
    { }
    
    tcp::socket &socket() {  return socket_;  }
    void start()
    {
        auto self = shared_from_this();
        boost::asio::spawn(strand_,
        [this, self](boost::asio::yield_context yield)
        {
            std::array<char, 8192> data;
            while (true)
            {
            	boost::system::error_code ec;
            	std::size_t n = socket_.async_read_some(
            		boost::asio::buffer(data, data.size()),
           	 		yield[ec]
                );
            	if (ec) {  break;  }
            
            	boost::asio::async_write(
            		socket_, 
           	 		boost::asio::buffer(data, n), 
           	 		yield[ec]
           		 );
           		if (ec) {  break;  }
           	}
         });
    }
    
private:
    tcp::socket socket_;
    boost::asio::io_service::strand strand_;
};

class EchoServer
{
public:
    EchoServer(boost::asio::io_service &io_service, unsigned short port)
        : io_service_(io_service),
          acceptor_(io_service, tcp::endpoint(tcp::v4(), port))
    {
        boost::asio::spawn(io_service_,
        [this] (boost::asio::yield_context yield)
        {
              while (true)
              {
                  auto conn = std::make_shared<TCPConnection>(io_service_);
                  
                  boost::system::error_code ec;
                  acceptor_.async_accept(conn->socket(), yield[ec]);
                  
                  if (!ec) {  conn->start();  }
              }
        });
    }
    
private: 
    boost::asio::io_service &io_service_;
    tcp::acceptor acceptor_;
};

参考资料

• Coroutines
• Stackful Coroutines