C++ Socket服务器框架详解
C++是一种高效且灵活的语言，广泛应用于系统编程和高性能应用开发，在网络编程领域，选择合适的Socket服务器框架可以极大地提高开发效率和程序性能，本文将详细介绍几种常用的C++ Socket服务器框架，帮助开发者根据具体需求做出选择。
一、Boost.Asio
1、：Boost.Asio是一个跨平台的C++库，用于网络和底层I/O编程，它以高效的异步模型、跨平台特性以及对现代C++特性的广泛支持而著称。
2、核心功能
异步操作：支持异步I/O操作，通过proactor设计模式实现高并发处理。
定时器：提供高精度定时器，适用于需要精确时间控制的应用。
串行通信：支持串口通信，适合嵌入式系统及物联网设备。
文件描述符：能够处理UNIX文件描述符，增强了与操作系统的交互能力。
3、优势
高效性：利用现代C++特性，如模板和lambda表达式，编写高效代码。
跨平台：支持Windows、Linux、MacOS等多种操作系统。
灵活性：既可以使用同步方式编写简单的客户端应用，也可以通过异步I/O来构建高性能的服务器应用。
4、应用场景
数据库通信
游戏服务器
文件传输工具
5、示例代码
#include <boost/asio.hpp>
#include <iostream>
#include <memory>
using boost::asio::ip::tcp;
class Session : public std::enable_shared_from_this<Session> {
public:
Session(tcp::socket socket) : socket_(std::move(socket)) {}
void start() { do_read(); }
private:
tcp::socket socket_;
enum { max_length = 1024 };
char data_[max_length];
void do_read() {
auto self(shared_from_this());
socket_.async_read_some(boost::asio::buffer(data_, max_length),
[this, self](boost::system::error_code ec, std::size_t length){
if (!ec) {
do_write(length);
}
});
}
void do_write(std::size_t length) {
auto self(shared_from_this());
boost::asio::async_write(socket_, boost::asio::buffer(data_, length),
[this, self](boost::system::error_code ec, std::size_t /*length*/){
if (!ec) {
do_read();
}
});
}
};
class Server {
public:
Server(boost::asio::io_context& io_context, short port)
: acceptor_(io_context, tcp::endpoint(tcp::v4(), port)) {
do_accept();
}
private:
tcp::acceptor acceptor_;
void do_accept() {
acceptor_.async_accept(
[this](boost::system::error_code ec, tcp::socket socket){
if (!ec) {
std::make_shared<Session>(std::move(socket))->start();
}
do_accept();
});
}
};
int main() {
try {
boost::asio::io_context io_context;
Server s(io_context, 1234);
io_context.run();
} catch (std::exception& e) {
std::cerr << "Exception: " << e.what() << "
";
}
} 二、libuv
1、：libuv是一个跨平台的支持异步I/O的C库，最初为Node.js设计，现已广泛应用于各种高性能网络应用中。
2、核心功能
事件驱动：基于事件循环机制，能够高效处理大量并发连接。
非阻塞I/O：充分利用操作系统提供的I/O多路复用机制（如epoll、kqueue、IOCP）。
文件系统操作：支持文件读写、目录操作等。
定时器：提供定时器功能，适用于需要定时任务的应用。
3、优势
高性能：专为高性能网络通信设计，适用于Web服务器、即时通信服务等场景。
跨平台：支持Windows、Linux、MacOS等多种操作系统。
易于集成：与Node.js无缝集成，也可以在其他C/C++项目中使用。
4、应用场景
Web服务器
即时通信服务
游戏服务器
5、示例代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <uv.h>
void on_new_connection(uv_stream_t *server, int status) {
if (status < 0) {
fprintf(stderr, "New connection error %s
", uv_strerror(status));
return;
}
uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t*) malloc(sizeof(uv_tcp_t));
uv_tcp_init(uv_default_loop(), client);
if (uv_accept(server, (uv_stream_t*) client) == 0) {
uv_close((uv_handle_t*) client, NULL);
} else {
free(client);
}
}
int main() {
uv_tcp_t server;
uv_tcp_init(uv_default_loop(), &server);
struct sockaddr_in addr;
uv_ip4_addr("0.0.0.0", 7000, &addr);
uv_tcp_bind(&server, (const struct sockaddr*)&addr, 0);
int r = uv_listen((uv_stream_t*) &server, 128, on_new_connection);
if (r) {
fprintf(stderr, "Listen error %s
", uv_strerror(r));
return 1;
}
return uv_run(uv_default_loop(), UV_RUN_DEFAULT);
} 三、Poco
1、：Poco是一个全面的C++框架，旨在简化网络应用程序的开发，它提供了丰富的模块，包括网络、SSL、数据库、XML、ZIP压缩等。
2、核心功能
网络模块：支持HTTP客户端和服务器的开发，WebSockets以及复杂的网络协议和服务。
SSL支持：提供安全的数据传输功能。
数据库访问：支持多种数据库系统，如MySQL、PostgreSQL、SQLite等。
XML处理：提供XML解析和生成功能。
压缩和解压缩：支持ZIP文件的压缩和解压缩。
3、优势
一站式解决方案：几乎涵盖了网络编程所需的所有功能。
易于使用和集成：简洁的模块化设计使得集成到现有项目中变得非常容易。
强大的社区支持：广泛的用户群体和丰富的文档资源。
4、应用场景
HTTP服务器和客户端
WebSocket服务器
数据库驱动的应用程序
需要复杂网络协议的应用
5、示例代码
#include "Poco/Net/ServerSocket.h"
#include "Poco/Net/SocketStream.h"
#include "Poco/Net/SocketAddress.h"
#include "Poco/Net/StreamSocket.h"
#include "Poco/Net/TCPServer.h"
#include "Poco/Net/TCPServerConnection.h"
#include "Poco/Net/TCPServerConnectionFactory.h"
#include "Poco/Net/TCPServerConnection.h"
#include <iostream>
using namespace Poco::Net;
using namespace Poco;
class EchoConnection : public TCPServerConnection {
protected:
void run() override {
try {
SocketStream str(this->socket());
char buffer[256] = {0};
while (true) {
int n = str.readableBytes();
if (n > 0) {
str.read(buffer, n);
str.writen(buffer, n);
} else {
break;
}
}
} catch (Exception& exc) {
std::cerr << exc.displayText() << std::endl;
}
}
};
class EchoConnectionFactory : public TCPServerConnectionFactory {
public:
TCPServerConnection* createConnection(const StreamSocket& socket) override {
return new EchoConnection(socket);
}
};
int main() {
ServerSocket svs(8080);
TCPServer server(new EchoConnectionFactory(), svs);
server.start();
std::cout << "Server is running..." << std::endl;
waitForTerminationRequest(); // Wait for CTRL+C or kill
std::cout << "Shutting down..." << std::endl;
server.stop();
return 0;
} 四、muduo
1、：muduo是一个基于Reactor模式设计的C++非阻塞网络库，专注于Linux下的多线程服务器开发，它特别适合需要处理大量并发连接的服务器程序。
2、核心功能
多线程支持：充分利用多核CPU的优势，通过非阻塞I/O和事件驱动来提高服务器性能。
简化接口：提供简单易用的接口，使得开发复杂的网络服务变得更加简单。
高性能：在保证性能的同时，也大大减少了开发时间和成本。
3、优势
专注于多线程和高性能：特别适用于需要处理大量并发连接的场景。
简化开发过程：提供了易于使用的API，降低了开发难度。
良好的可扩展性：可以根据项目需求进行定制和扩展。
4、应用场景
高负载的Web服务器
实时通信系统（如即时消息服务）
大规模并发处理应用（如在线游戏服务器）
5、示例代码
#include "muduo/net/EventLoop.h"
#include "muduo/net/InetAddress.h"
#include "muduo/net/TcpServer.h"
#include "muduo/base/Logging.h"
#include <iostream>
int main() {
muduo::net::EventLoop loop;
muduo::net::InetAddress listenAddr(8080);
muduo::net::TcpServer server(&loop, listenAddr);
server.setConnectionCallback([](muduo::net::TcpConnectionPtr conn) {
if (conn->connected()) {
std::cout << "New connection from " << conn->peerAddress().toIpPort() << std::endl;
} else {
std::cout << "Connection closed" << std::endl;
}
});
server.start();
loop.loop();
return 0; 原创文章，作者：未希，如若转载，请注明出处：https://www.kdun.com/ask/1492136.html
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