По сути, I/O включает в себя передачу данных в смежные области памяти и из них, называемые буферами. Эти буферы могут быть просто выражены как кортеж, состоящий из указателя и размера в байтах. Однако, чтобы позволить разработку эффективных сетевых приложений, Boost. Asio включает поддержку операций по рассеянию. Эти операции включают один или несколько буферов:

Поэтому нам нужна абстракция для представления коллекции буферов. Подход, используемый в Boost. Asio определяет тип (на самом деле два типа), чтобы представлять один буфер. Они могут храниться в контейнере, который может быть передан для операций рассеяния.

Помимо указания буферов в качестве указателя и размера в байтах, Boost. Asio проводит различие между модифицируемой памятью (называемой мутируемой) и немодифицируемой памятью (где последняя создается из хранилища для конст-квалифицированной переменной). Поэтому эти два типа можно определить следующим образом:

typedef std::pair<void*, std::size_t> mutable_buffer;
typedef std::pair<const void*, std::size_t> const_buffer;

Здесь mutable_buffer может быть преобразован в const_buffer, но преобразование в противоположном направлении недействительно.

Тем не менее, буст. Asio не использует приведенные выше определения as-is, а вместо этого определяет два класса: mutable_buffer и const_buffer. Их цель состоит в том, чтобы обеспечить непрозрачное представление смежной памяти, где:

Наконец, несколько буферов могут быть переданы операциям рассеяния (таким как read() или write()), помещая буферные объекты в контейнер. Концепции MutableBufferSequence и ConstBufferSequence были определены таким образом, что могут использоваться контейнеры, такие как std::std::list, std::boost::array.

Streambuf for Integration with Iostreams

Класс boost::asio::basic_streambuf получен из std::basic_streambuf для связи входной последовательности и выходной последовательности с одним или более объектами некоторого типа массива символов, элементы которых хранят произвольные значения. Эти объекты решетки символов являются внутренними для объекта streambuf, но прямой доступ к элементам решетки обеспечивается, чтобы они могли использоваться с операциями ввода/вывода, такими как операции отправки или приема розетки:

Конструктор streambuf принимает аргумент size_t, определяющий максимум суммы размеров входной и выходной последовательности. Любая операция, которая в случае успеха выведет внутренние данные за пределы этого предела, приведет к исключению std::length_error.

Bytewise Traversal of Buffer Sequences

Шаблон класса buffers_iterator<> позволяет пересекать буферные последовательности (т.е. типы, отвечающие требованиям MutableBufferSequence или ConstBufferSequence), как если бы они были смежными последовательностями байтов. Также предоставляются вспомогательные функции, называемые buffers_begin() и buffers_end(), где автоматически выводится параметр шаблона buffers_iterator<>.

В качестве примера, чтобы прочитать одну строку из гнезда и в std::string, вы можете написать:

boost::asio::streambuf sb;
...
std::size_t n = boost::asio::read_until(sock, sb, '\n');
boost::asio::streambuf::const_buffers_type bufs = sb.data();
std::string line(
    boost::asio::buffers_begin(bufs),
    boost::asio::buffers_begin(bufs) + n);

Buffer Debugging

Некоторые стандартные библиотечные реализации, такие как тот, который поставляется с Microsoft Visual C++ 8.0 и более поздней версией, обеспечивают функцию, называемую отладкой итератора. Это означает, что валидность итераторов проверяется во время выполнения. Если программа пытается использовать итератор, который был признан недействительным, будет запущено утверждение. Например:

std::vector<int> v(1)
std::vector<int>::iterator i = v.begin();
v.clear(); // invalidates iterators
*i = 0; // assertion!

Повышаю. Asio использует эту функцию, чтобы добавить отладку буфера. Рассмотрим следующий код:

void dont_do_this()
{
 std::string msg = "Hello, world!";
 boost::asio::async_write(sock, boost::asio::buffer(msg), my_handler);
}

Когда вы вызываете асинхронное чтение или запись, вы должны убедиться, что буферы для операции действительны до тех пор, пока не будет вызван обработчик завершения. В приведенном выше примере буфером является переменная std::string msg. Эта переменная находится в стеке, и поэтому она выходит за рамки до завершения асинхронной операции. Если вам повезет, приложение рухнет, но более вероятны случайные сбои.

Когда буферная отладка включена, Boost. Asio хранит итератор в строке до завершения асинхронной операции, а затем удаляет его, чтобы проверить его валидность. В приведенном выше примере вы бы наблюдали неудачу утверждения непосредственно перед повышением. Азио пытается вызвать обработчика завершения.

Эта функция автоматически становится доступной для Microsoft Visual Studio 8.0 или более поздней версии и для GCC при определении _GLIBCXX_DEBUG. Для этой проверки есть стоимость производительности, поэтому отладка буфера включена только в сборках отладки. Для других компиляторов он может быть включен путем определения BOOST_ASIO_ENABLE_BUFFER_DEBUGGING. Он также может быть явно отключен путем определения BOOST_ASIO_DISABLE_BUFFER_DEBUGGING.

See Also

buffer, buffers_begin, buffers_end, buffers_iterator, const_buffer, const_buffers_1, mutable_buffer, mutable_buffers_1, streambuf, ConstBufferSequence, MutableBufferSequence, buffers example (C++03), buffers example (c++11).