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Linux多线程服务端编程 第八章 muduo 网络库设计与实现 后半部分

C++标准库提供了一些工具和类来提高TimerQueue的线程安全性。线程安全性是指多个线程同时访问同一个对象时，不会发生不正确的结果或者崩溃的情况。

在C++标准库中，可以使用互斥锁（mutex）来保护TimerQueue的访问。互斥锁是一种同步原语，可以确保同一时间只有一个线程可以访问被保护的资源。当一个线程想要访问TimerQueue时，它需要先获取互斥锁，然后执行相应的操作，最后释放互斥锁，以便其他线程可以继续访问。

下面是一个使用互斥锁提高TimerQueue线程安全性的示例：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

class TimerQueue {
public:
    void addTimer(int duration) {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
        // 执行添加定时器的操作
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(duration));
        std::cout << "Timer added: " << duration << " seconds" << std::endl;
    }

private:
    std::mutex mutex_;
};

int main() {
    TimerQueue timerQueue;

    std::thread t1([&]() {
        timerQueue.addTimer(3);
    });

    std::thread t2([&]() {
        timerQueue.addTimer(5);
    });

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

在上面的示例中，TimerQueue类中的addTimer方法使用了std::lock_guardstd::mutex来保护对TimerQueue的访问。这样，当一个线程正在执行addTimer方法时，其他线程就无法同时访问TimerQueue，从而避免了竞态条件（race condition）的发生。

在主函数中，我们创建了两个线程t1和t2，分别调用了timerQueue的addTimer方法。由于互斥锁的保护，这两个线程的addTimer操作不会相互干扰，可以安全地并发执行。

总之，使用互斥锁可以提高TimerQueue的线程安全性，确保多个线程对TimerQueue的操作不会产生竞态条件。

C++标准库中没有提供EventLoopThread类，但是可以通过自定义类来实现类似的功能。

EventLoopThread类是一种用于在单独的线程中运行事件循环的封装。它通常用于在主线程中创建一个新的线程，并在该线程中运行事件循环，以处理异步事件。

下面是一个简单的示例，展示了如何使用C++标准库来实现一个类似EventLoopThread的功能：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <condition_variable>

class EventLoopThread {
public:
    EventLoopThread() : running(false) {}

    void start() {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
        if (running) {
            return;
        }
        running = true;
        thread = std::thread(&EventLoopThread::run, this);
        cv.wait(lock, [this] { return running; });
    }

    void stop() {
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
            if (!running) {
                return;
            }
            running = false;
        }
        cv.notify_one();
        thread.join();
    }

private:
    void run() {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
        cv.notify_one();
        while (running) {
            // 事件循环处理逻辑
            std::cout << "Event loop is running" << std::endl;
            // 模拟事件处理
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
        }
    }

    std::thread thread;
    std::mutex mutex;
    std::condition_variable cv;
    bool running;
};

int main() {
    EventLoopThread eventLoopThread;
    eventLoopThread.start();

    // 模拟主线程执行其他任务
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));

    eventLoopThread.stop();
    return 0;
}

在上面的示例中，EventLoopThread类封装了一个事件循环，并在单独的线程中运行该事件循环。在start()函数中，它创建了一个新的线程，并在该线程中调用run()函数来运行事件循环。在stop()函数中，它停止事件循环并等待线程退出。

主函数中创建了一个EventLoopThread对象，并通过调用start()函数来启动事件循环。然后，主线程执行其他任务，模拟异步事件的处理。最后，通过调用stop()函数来停止事件循环。

这个示例展示了如何使用C++标准库来实现一个类似EventLoopThread的功能，通过封装事件循环和线程的创建、启动和停止逻辑，提供了一种方便的方式来处理异步事件。

C++标准库本身并没有提供TCP网络库的实现，但是可以使用第三方库来实现TCP网络功能。

一个常用的第三方库是Boost.Asio，它是一个跨平台的网络编程库，提供了TCP和UDP的网络通信功能。Boost.Asio基于C++标准库的异步IO模型，可以实现高效的网络通信。

以下是一个使用Boost.Asio实现TCP网络库的简单示例：

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

using boost::asio::ip::tcp;

class Server {
public:
    Server(boost::asio::io_context& io_context, short port)
        : acceptor_(io_context, tcp::endpoint(tcp::v4(), port))
    {
        do_accept();
    }

private:
    void do_accept()
    {
        acceptor_.async_accept(
            [this](boost::system::error_code ec, tcp::socket socket)
            {
                if (!ec)
                {
                    std::cout << "Accepted connection from: " << socket.remote_endpoint() << std::endl;
                    // 处理连接
                }

                do_accept();
            });
    }

    tcp::acceptor acceptor_;
};

int main()
{
    try
    {
        boost::asio::io_context io_context;
        Server server(io_context, 1234);
        io_context.run();
    }
    catch (std::exception& e)
    {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

上面的示例代码实现了一个简单的TCP服务器，它监听本地的1234端口，并在有新的连接时输出连接的远程地址。你可以根据需要在do_accept函数中编写具体的连接处理逻辑。

C++标准库本身并没有提供TcpServer类，但是可以使用第三方库来实现TCP服务器功能。

一个常用的第三方库是Boost.Asio，它是一个跨平台的网络编程库，提供了TCP和UDP的功能。

下面是一个使用Boost.Asio库实现的简单TcpServer的示例：

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

class TcpServer {
public:
    TcpServer(boost::asio::io_context& io_context, int port)
        : acceptor_(io_context, boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(), port))
    {
        startAccept();
    }

private:
    void startAccept()
    {
        std::cout << "Waiting for new connections..." << std::endl;
        auto newConnection = std::make_shared<boost::asio::ip::tcp::socket>(acceptor_.get_executor().context());

        acceptor_.async_accept(*newConnection, [this, newConnection](const boost::system::error_code& error) {
            if (!error) {
                std::cout << "New connection accepted." << std::endl;
                // 处理新连接
            }

            startAccept(); // 继续等待新连接
        });
    }

private:
    boost::asio::ip::tcp::acceptor acceptor_;
};

int main()
{
    boost::asio::io_context io_context;
    TcpServer server(io_context, 12345);

    io_context.run();

    return 0;
}

上述示例中，TcpServer类在构造函数中创建了一个acceptor对象，并绑定到指定的端口。在startAccept函数中，通过调用async_accept函数异步等待新的连接，并在连接建立后执行回调函数。在回调函数中可以处理新连接的逻辑，然后再次调用startAccept函数继续等待新连接。

在main函数中，创建了一个io_context对象，并将其传递给TcpServer类。最后调用io_context的run函数来启动事件循环，开始接受新连接。

请注意，这只是一个简单的示例，实际的TCP服务器可能需要更多的逻辑来处理连接和数据传输。

C++标准库本身并没有提供TcpConnection类，但是可以使用第三方库来实现TCP连接功能。

一个常用的第三方库是Boost.Asio，它是一个跨平台的网络编程库，提供了TCP和UDP的功能。

以下是一个使用Boost.Asio实现TCP连接的简单示例：

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

using boost::asio::ip::tcp;

class TcpConnection {
public:
    TcpConnection(boost::asio::io_context& io_context)
        : socket_(io_context)
    {
    }

    tcp::socket& socket()
    {
        return socket_;
    }

    void start()
    {
        boost::asio::async_read(socket_, boost::asio::buffer(data_, max_length),
            [this](boost::system::error_code ec, std::size_t length)
            {
                if (!ec) {
                    handleRead(length);
                }
            });
    }

    void handleRead(std::size_t length)
    {
        std::cout << "Received message: " << std::string(data_, length) << std::endl;
        
        // Echo the message back to the client
        boost::asio::async_write(socket_, boost::asio::buffer(data_, length),
            [this](boost::system::error_code ec, std::size_t /*length*/)
            {
                if (!ec) {
                    start();
                }
            });
    }

private:
    tcp::socket socket_;
    enum { max_length = 1024 };
    char data_[max_length];
};

int main()
{
    boost::asio::io_context io_context;

    // Create a TCP server and accept new connections
    tcp::acceptor acceptor(io_context, tcp::endpoint(tcp::v4(), 1234));
    tcp::socket socket(io_context);
    acceptor.accept(socket);

    // Create a TCP connection object for the accepted connection
    TcpConnection connection(io_context);
    connection.start();

    io_context.run();

    return 0;
}

在上面的示例中，TcpConnection类封装了一个TCP连接，它包含一个boost::asio::ip::tcp::socket对象用于进行数据传输。在start()函数中，我们使用async_read()函数异步读取从客户端发送过来的数据，并在handleRead()函数中处理接收到的数据。然后，我们使用async_write()函数将数据回送给客户端。在主函数中，我们创建一个TcpConnection对象，并通过acceptor.accept()函数接受新的连接。然后，我们调用connection.start()函数开始处理连接。最后，我们调用io_context.run()函数来运行事件循环，等待处理连接和数据传输。

C++标准库本身并没有提供TcpConnection类，但是可以使用第三方库来实现TCP连接功能。

一个常用的第三方库是Boost.Asio，它是一个跨平台的网络编程库，提供了TCP和UDP的功能。

在Boost.Asio中，当TCP连接断开时，会触发一个错误码，可以通过检查错误码来判断连接是否已经断开。

以下是一个使用Boost.Asio实现TCP连接断开的示例：

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

using boost::asio::ip::tcp;

class TcpClient {
public:
    TcpClient(boost::asio::io_context& io_context, const std::string& host, const std::string& port)
        : socket_(io_context)
    {
        tcp::resolver resolver(io_context);
        tcp::resolver::results_type endpoints = resolver.resolve(host, port);
        boost::asio::connect(socket_, endpoints);
    }

    void start()
    {
        boost::asio::async_read(socket_, boost::asio::buffer(data_, max_length),
            [this](boost::system::error_code ec, std::size_t length)
            {
                if (!ec) {
                    std::cout << "Received data: " << data_ << std::endl;
                    start(); // Continue reading data
                } else if (ec == boost::asio::error::eof) {
                    std::cout << "Connection closed by peer" << std::endl;
                } else {
                    std::cerr << "Error: " << ec.message() << std::endl;
                }
            });
    }

private:
    tcp::socket socket_;
    enum { max_length = 1024 };
    char data_[max_length];
};

int main()
{
    try {
        boost::asio::io_context io_context;
        TcpClient client(io_context, "localhost", "1234");
        client.start();
        io_context.run();
    } catch (std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

在上述示例中，当连接断开时，会收到boost::asio::error::eof错误码，表示连接被对方关闭。可以根据不同的错误码来处理不同的情况。

C++标准库本身并没有提供Buffer类，但是可以使用第三方库来实现数据缓冲区的功能。

一个常用的第三方库是Boost.Asio，它是一个跨平台的网络编程库，提供了TCP和UDP的功能。

在Boost.Asio中，可以使用boost::asio::buffer来创建一个数据缓冲区，用于读取数据。buffer可以接受不同类型的参数，包括原始指针、数组、STL容器等。

以下是一个使用Boost.Asio读取数据的简单示例：

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

using boost::asio::ip::tcp;

int main() {
    boost::asio::io_context io_context;
    tcp::socket socket(io_context);

    // 连接到服务器
    tcp::endpoint endpoint(boost::asio::ip::address::from_string("127.0.0.1"), 1234);
    socket.connect(endpoint);

    // 创建缓冲区并读取数据
    char data[1024];
    boost::system::error_code error;
    size_t length = socket.read_some(boost::asio::buffer(data), error);

    if (error == boost::asio::error::eof) {
        // 连接已关闭
        std::cout << "Connection closed by peer." << std::endl;
    } else if (error) {
        // 发生错误
        std::cout << "Error: " << error.message() << std::endl;
    } else {
        // 打印接收到的数据
        std::cout << "Received data: " << data << std::endl;
    }

    return 0;
}

在上述示例中，首先创建了一个TCP socket并连接到服务器。然后使用boost::asio::buffer创建了一个长度为1024的缓冲区data，并调用socket.read_some读取数据。读取的数据存储在缓冲区中，然后可以对其进行处理，比如打印出来。

注意，上述示例中使用的是同步的读取操作，即read_some会一直阻塞直到有数据可读。如果需要异步读取，可以使用boost::asio::async_read函数。

C++标准库本身并没有提供TcpConnection类，但是可以使用第三方库来实现TCP连接功能。

一个常用的第三方库是Boost.Asio，它是一个跨平台的网络编程库，提供了TCP和UDP的功能。

在Boost.Asio中，可以使用Buffer作为输入缓冲区来接收从TCP连接中读取的数据。

以下是一个使用Boost.Asio实现TCP连接读取数据并使用Buffer的示例：

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

using boost::asio::ip::tcp;

class TcpClient {
public:
    TcpClient(boost::asio::io_context& io_context) : socket_(io_context) {}

    void Connect(const std::string& host, const std::string& port) {
        tcp::resolver resolver(socket_.get_executor());
        tcp::resolver::results_type endpoints = resolver.resolve(host, port);

        boost::asio::connect(socket_, endpoints);
    }

    void Read() {
        boost::asio::streambuf buffer;
        boost::system::error_code error;

        // 从socket中读取数据到buffer中
        boost::asio::read(socket_, buffer, error);

        if (error) {
            std::cout << "Error reading data: " << error.message() << std::endl;
        } else {
            // 从buffer中提取数据并进行处理
            std::istream input(&buffer);
            std::string data;
            std::getline(input, data);
            std::cout << "Received data: " << data << std::endl;
        }
    }

private:
    tcp::socket socket_;
};

int main() {
    boost::asio::io_context io_context;

    TcpClient client(io_context);
    client.Connect("localhost", "8080");
    client.Read();

    return 0;
}

在上面的示例中，TcpClient类使用Boost.Asio库实现了TCP连接的功能。在Read()函数中，首先创建了一个streambuf对象作为输入缓冲区。然后使用boost::asio::read()函数从socket中读取数据到buffer中。如果读取过程中出现错误，会打印错误信息。如果读取成功，会从buffer中提取数据并进行处理。在这个示例中，只是简单地将数据打印出来，实际应用中可以根据具体需求进行处理。

C++标准库本身并没有提供TcpConnection类，但是可以使用第三方库来实现TCP连接功能。

一个常用的第三方库是Boost.Asio，它是一个跨平台的网络编程库，提供了TCP和UDP的功能。

在Boost.Asio中，可以使用Buffer作为输入缓冲区来接收从TCP连接中读取的数据。

以下是一个使用Boost.Asio实现TCP连接读取数据并使用Buffer的示例：

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

using boost::asio::ip::tcp;

class TcpClient {
public:
    TcpClient(boost::asio::io_context& io_context) : socket_(io_context) {}

    void Connect(const std::string& host, const std::string& port) {
        tcp::resolver resolver(socket_.get_executor());
        tcp::resolver::results_type endpoints = resolver.resolve(host, port);

        boost::asio::connect(socket_, endpoints);
    }

    void Read() {
        boost::asio::streambuf buffer;
        boost::system::error_code error;

        // 从socket中读取数据到buffer中
        boost::asio::read(socket_, buffer, error);

        if (error) {
            std::cout << "Error reading data: " << error.message() << std::endl;
        } else {
            // 从buffer中提取数据并进行处理
            std::istream input(&buffer);
            std::string data;
            std::getline(input, data);
            std::cout << "Received data: " << data << std::endl;
        }
    }

private:
    tcp::socket socket_;
};

int main() {
    boost::asio::io_context io_context;

    TcpClient client(io_context);
    client.Connect("localhost", "8080");
    client.Read();

    return 0;
}

在上面的示例中，TcpClient类使用Boost.Asio库实现了TCP连接的功能。在Read()函数中，首先创建了一个streambuf对象作为输入缓冲区。然后使用boost::asio::read()函数从socket中读取数据到buffer中。如果读取过程中出现错误，会打印错误信息。如果读取成功，会从buffer中提取数据并进行处理。在这个示例中，只是简单地将数据打印出来，实际应用中可以根据具体需求进行处理。

C++标准库并没有提供名为TcpConnection的类。然而，您可以使用第三方库来实现TCP连接功能。这里给出一个简单的示例，使用Boost.Asio库来创建一个TcpConnection类：

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

using namespace boost::asio;
using ip::tcp;

class TcpConnection {
public:
    TcpConnection(boost::asio::io_service& io_service) : socket_(io_service) {}

    void connect(const std::string& host, const std::string& port) {
        tcp::resolver resolver(socket_.get_io_service());
        tcp::resolver::query query(host, port);
        tcp::resolver::iterator endpoint_iterator = resolver.resolve(query);

        boost::asio::connect(socket_, endpoint_iterator);
    }

    void send(const std::string& message) {
        boost::asio::write(socket_, boost::asio::buffer(message));
    }

    std::string receive() {
        boost::asio::streambuf buffer;
        boost::asio::read_until(socket_, buffer, '\n');
        std::string message(boost::asio::buffer_cast<const char*>(buffer.data()), buffer.size());
        return message;
    }

    void close() {
        socket_.close();
    }

private:
    tcp::socket socket_;
};

int main() {
    boost::asio::io_service io_service;
    TcpConnection connection(io_service);

    connection.connect("127.0.0.1", "8080");
    connection.send("Hello, server!");

    std::string response = connection.receive();
    std::cout << "Received response from server: " << response << std::endl;

    connection.close();

    return 0;
}

上述示例中，TcpConnection类封装了Boost.Asio库的相关功能来实现TCP连接。通过connect()函数可以与服务器建立连接，send()函数可以发送消息，receive()函数可以接收消息，close()函数可以关闭连接。

在main函数中，我们创建了一个TcpConnection对象，通过connect()函数与服务器建立连接，然后使用send()函数发送消息，再使用receive()函数接收服务器的响应。最后，通过close()函数关闭连接。

请注意，这只是一个简单的示例，实际使用时可能需要更多的错误处理和其他功能。

在C++标准库中，SIGPIPE是一个信号，用于处理在一个进程中向已关闭的socket发送数据时产生的异常情况。

当一个进程向一个已关闭的socket发送数据时，操作系统会发送一个SIGPIPE信号给该进程，以通知它发生了一个错误。默认情况下，进程会终止运行并且不会处理这个信号。

为了避免进程终止，可以通过忽略SIGPIPE信号或者自定义信号处理函数来处理它。

以下是一个忽略SIGPIPE信号的示例：

#include <iostream>
#include <csignal>
#include <unistd.h>

void signalHandler(int signum) {
    std::cout << "Received signal: " << signum << std::endl;
}

int main() {
    // 注册信号处理函数
    signal(SIGPIPE, signalHandler);

    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    // 连接到服务器

    // 向已关闭的socket发送数据
    write(sockfd, "Hello", 5);

    // 关闭socket
    close(sockfd);

    return 0;
}

在上述示例中，我们使用signal函数注册了一个信号处理函数signalHandler来处理SIGPIPE信号。当向已关闭的socket发送数据时，操作系统会发送SIGPIPE信号，而我们的信号处理函数会被调用并打印出信号编号。

注意，忽略SIGPIPE信号可能会导致一些潜在的问题，因此在实际应用中，需要根据具体情况来决定如何处理SIGPIPE信号。

在C++标准库中，TCPNoDelay和TCPKeepAlive是两个TCP选项，用于控制TCP连接的行为。

  1. TCPNoDelay选项：该选项用于禁用Nagle算法，该算法会将小的TCP数据包合并成更大的数据包以减少网络传输的次数。通过禁用Nagle算法，可以减少数据传输的延迟，适用于实时性要求较高的应用场景。

下面是一个使用TCPNoDelay选项的示例：

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

using namespace boost::asio;
using ip::tcp;

int main() {
    boost::asio::io_service io_service;
    tcp::socket socket(io_service);

    // 设置TCPNoDelay选项
    boost::asio::ip::tcp::no_delay option(true);
    socket.set_option(option);

    // 连接到服务器
    tcp::endpoint endpoint(boost::asio::ip::address::from_string("127.0.0.1"), 1234);
    socket.connect(endpoint);

    // 发送数据
    std::string message = "Hello, server!";
    boost::system::error_code error;
    boost::asio::write(socket, boost::asio::buffer(message), error);
    if (error) {
        std::cout << "Send failed: " << error.message() << std::endl;
    }

    return 0;
}
  1. TCPKeepAlive选项：该选项用于启用TCP的Keep-Alive机制，该机制会定期发送一个空的数据包给对方，以检测连接是否仍然活跃。如果对方在一定时间内没有回复，则认为连接已断开。通过启用Keep-Alive机制，可以检测到连接的断开，从而采取相应的处理措施。

下面是一个使用TCPKeepAlive选项的示例：

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

using namespace boost::asio;
using ip::tcp;

int main() {
    boost::asio::io_service io_service;
    tcp::socket socket(io_service);

    // 设置TCPKeepAlive选项
    boost::asio::socket_base::keep_alive option(true);
    socket.set_option(option);

    // 连接到服务器
    tcp::endpoint endpoint(boost::asio::ip::address::from_string("127.0.0.1"), 1234);
    socket.connect(endpoint);

    // 发送数据
    std::string message = "Hello, server!";
    boost::system::error_code error;
    boost::asio::write(socket, boost::asio::buffer(message), error);
    if (error) {
        std::cout << "Send failed: " << error.message() << std::endl;
    }

    return 0;
}

请注意，这些示例使用了Boost.Asio库来实现TCP连接和操作。

在C++标准库中，WriteCompleteCallback和HighWaterMarkCallback是两个回调函数，用于处理网络编程中的写操作完成和高水位标记的事件。

  1. WriteCompleteCallback：该回调函数在写操作完成后被调用。它通常用于在发送数据完成后进行一些后续处理，例如打印日志、发送下一个数据等。回调函数的定义如下： 
typedef std::function<void()> WriteCompleteCallback;

以下是一个使用WriteCompleteCallback的示例：

void onWriteComplete() {
    std::cout << "Write operation completed." << std::endl;
}

int main() {
    // 创建一个TCP连接
    TCPConnection connection;

    // 设置写完成回调函数
    connection.setWriteCompleteCallback(onWriteComplete);

    // 发送数据
    connection.send("Hello, World!");

    return 0;
}
  1. HighWaterMarkCallback：该回调函数在写缓冲区达到高水位标记时被调用。它通常用于在写缓冲区满时进行流量控制或其他处理。回调函数的定义如下： 
typedef std::function<void()> HighWaterMarkCallback;

以下是一个使用HighWaterMarkCallback的示例：

void onHighWaterMark() {
    std::cout << "Write buffer reached high water mark." << std::endl;
}

int main() {
    // 创建一个TCP连接
    TCPConnection connection;

    // 设置高水位标记回调函数
    connection.setHighWaterMarkCallback(onHighWaterMark);

    // 发送大量数据，使写缓冲区达到高水位标记
    connection.send("A large amount of data...");

    return 0;
}

通过设置这两个回调函数，我们可以在写操作完成和写缓冲区达到高水位标记时执行相应的逻辑。

在C++标准库中，可以使用多线程来实现TCP服务器。多线程TCP服务器可以同时处理多个客户端连接，提高服务器的并发性能。

下面是一个使用C++标准库实现的多线程TCP服务器的示例：

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

using namespace boost::asio;

// 处理客户端连接的线程函数
void handleClient(ip::tcp::socket clientSocket)
{
    try {
        // 读取客户端发送的数据
        char buffer[1024];
        std::size_t bytesRead = clientSocket.read_some(buffer, sizeof(buffer));

        // 处理客户端发送的数据
        std::string message(buffer, bytesRead);
        std::cout << "Received message: " << message << std::endl;

        // 向客户端发送响应数据
        std::string response = "Hello from server";
        clientSocket.write_some(buffer(response.c_str(), response.size()));
    } catch (std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception in thread: " << e.what() << std::endl;
    }
}

int main()
{
    try {
        io_service ioService;
        ip::tcp::acceptor acceptor(ioService, ip::tcp::endpoint(ip::tcp::v4(), 12345));

        std::cout << "Server started" << std::endl;

        while (true) {
            // 等待客户端连接
            ip::tcp::socket clientSocket(ioService);
            acceptor.accept(clientSocket);

            // 创建新的线程处理客户端连接
            std::thread clientThread(handleClient, std::move(clientSocket));
            clientThread.detach();
        }
    } catch (std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

上述示例中，使用了io_service来处理网络事件循环。在主线程中，通过acceptor等待客户端连接，并在接收到连接后创建新的线程来处理客户端连接。在handleClient函数中，处理客户端的读写操作。每个客户端连接都会在独立的线程中进行处理，从而实现了多线程的TCP服务器。

在C++标准库中，Connector是一个用于建立TCP连接的类。它提供了一种简单的方式来创建一个TCP客户端，并与服务器建立连接。

Connector类的主要功能是封装了与服务器建立连接的过程，包括创建套接字、设置套接字选项、连接服务器等。它可以在后台进行连接操作，并在连接成功或失败时调用相应的回调函数。

以下是一个使用Connector的示例：

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

using boost::asio::ip::tcp;

class Connector {
public:
    Connector(boost::asio::io_context& io_context, const std::string& server_ip, const std::string& server_port)
        : socket_(io_context)
    {
        tcp::resolver resolver(io_context);
        tcp::resolver::results_type endpoints = resolver.resolve(server_ip, server_port);

        boost::asio::async_connect(socket_, endpoints,
            [this](boost::system::error_code ec, const tcp::endpoint&) {
                if (!ec) {
                    std::cout << "Connected to server." << std::endl;
                }
                else {
                    std::cout << "Failed to connect to server: " << ec.message() << std::endl;
                }
            });
    }

private:
    tcp::socket socket_;
};

int main() {
    boost::asio::io_context io_context;
    Connector connector(io_context, "127.0.0.1", "8080");
    io_context.run();

    return 0;
}

在上面的示例中，我们创建了一个Connector对象，并传入了服务器的IP地址和端口号。在构造函数中，我们使用boost::asio库的tcp::resolver来解析服务器的地址，并使用async_connect函数来异步连接服务器。连接成功或失败后，回调函数将被调用，并输出相应的信息。

请注意，上述示例使用了boost::asio库来实现异步操作。您可以根据自己的需求选择其他的网络库来实现类似的功能。

在C++标准库中，TcpClient是一个用于创建TCP客户端的类。它提供了一种简单的方式来与服务器建立连接，并进行数据的发送和接收。

TcpClient类的主要功能包括创建套接字、连接服务器、发送数据和接收数据等。

下面是一个使用C++标准库实现的TcpClient的示例：

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

using namespace boost::asio;

int main()
{
    try {
        // 创建io_service对象
        io_service ioService;

        // 创建socket对象
        ip::tcp::socket socket(ioService);

        // 解析服务器地址
        ip::tcp::endpoint endpoint(ip::address::from_string("127.0.0.1"), 12345);

        // 连接服务器
        socket.connect(endpoint);

        // 发送数据
        std::string message = "Hello, server!";
        boost::system::error_code error;
        boost::asio::write(socket, boost::asio::buffer(message), error);
        if (error) {
            throw boost::system::system_error(error);
        }

        // 接收数据
        boost::asio::streambuf receiveBuffer;
        boost::asio::read_until(socket, receiveBuffer, "\n");
        std::string receivedData((std::istreambuf_iterator<char>(&receiveBuffer)), std::istreambuf_iterator<char>());
        std::cout << "Received data: " << receivedData << std::endl;

        // 关闭连接
        socket.close();
    } catch (std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

上述示例中，首先创建了一个io_service对象，然后创建了一个socket对象。然后使用ip::tcp::endpoint类解析服务器地址，并使用socket对象连接服务器。接下来，使用boost::asio::write函数发送数据，使用boost::asio::read_until函数接收数据。最后，关闭连接。

在C++标准库中，epoll是一个用于实现高效事件驱动的I/O多路复用机制的类。它提供了一种异步的方式来监听多个文件描述符的事件，并在事件发生时进行相应的处理。

epoll类的主要功能是使用epoll系统调用来管理文件描述符的事件，包括添加、修改和删除事件，以及等待事件发生。它可以同时处理多个文件描述符的事件，并且具有较高的性能和可扩展性。

以下是一个使用epoll的示例：

#include <iostream>
#include <sys/epoll.h>

int main() {
    int epoll_fd = epoll_create1(0);
    if (epoll_fd == -1) {
        std::cerr << "Failed to create epoll" << std::endl;
        return 1;
    }

    int listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listen_fd == -1) {
        std::cerr << "Failed to create socket" << std::endl;
        return 1;
    }

    struct epoll_event event;
    event.events = EPOLLIN;
    event.data.fd = listen_fd;
    if (epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, listen_fd, &event) == -1) {
        std::cerr << "Failed to add socket to epoll" << std::endl;
        return 1;
    }

    struct epoll_event events[10];
    while (true) {
        int num_events = epoll_wait(epoll_fd, events, 10, -1);
        if (num_events == -1) {
            std::cerr << "Failed to wait for events" << std::endl;
            return 1;
        }

        for (int i = 0; i < num_events; i++) {
            if (events[i].data.fd == listen_fd) {
                // Handle incoming connection
                // ...
            }
        }
    }

    close(listen_fd);
    close(epoll_fd);
    return 0;
}

在这个例子中，我们首先创建了一个epoll实例，并创建了一个监听套接字。然后，我们将监听套接字添加到epoll实例中，并设置事件类型为EPOLLIN，表示可以读取数据。接下来，我们使用epoll_wait函数等待事件发生，并处理相应的事件。在这个例子中，我们只处理了监听套接字的事件，即有新的连接请求。当有新的连接请求时，我们可以执行相应的处理逻辑。最后，我们关闭套接字和epoll实例。

这个例子展示了如何使用epoll来实现一个简单的事件驱动的服务器。通过使用epoll，我们可以同时处理多个文件描述符的事件，并且能够高效地处理大量的并发请求。

C++标准库中的测试程序一览是指一些用于测试和演示标准库中各个组件的示例程序。这些测试程序可以帮助开发者理解和学习如何正确使用标准库中的各种功能和类。

以下是一些常见的C++标准库测试程序及其功能的示例：

  1. vector_test.cpp：测试vector容器的基本操作，如插入、删除、访问元素等。 
#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> numbers;
    numbers.push_back(1);
    numbers.push_back(2);
    numbers.push_back(3);

    for (int i = 0; i < numbers.size(); ++i) {
        std::cout << numbers[i] << " ";
    }

    return 0;
}
  1. string_test.cpp：测试string类的基本操作，如字符串拼接、查找、替换等。 
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string str1 = "Hello";
    std::string str2 = " World";

    std::string combined = str1 + str2;
    std::cout << combined << std::endl;

    size_t found = combined.find("World");
    if (found != std::string::npos) {
        combined.replace(found, 5, "Universe");
    }
    std::cout << combined << std::endl;

    return 0;
}
  1. algorithm_test.cpp：测试算法库中的各种算法，如排序、查找、计数等。 
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<int> numbers = {4, 2, 7, 1, 5};

    std::sort(numbers.begin(), numbers.end());

    std::cout << "Sorted numbers: ";
    for (int num : numbers) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    int count = std::count(numbers.begin(), numbers.end(), 5);
    std::cout << "Count of 5: " << count << std::endl;

    return 0;
}

这些测试程序可以通过编译和运行，以验证标准库中的各个组件是否正常工作，并且可以作为学习和使用C++标准库的参考。

多线程服务端 服务端编程 线程服务 muduo
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