c++协程结合Boost.Asio实现异步编程,通过co_await和awaitable以同步风格编写异步代码,避免回调地狱,需使用C++20兼容编译器并启用use_awaitable,示例包括TCP回显服务器和http客户端,关键点为返回awaitable类型、用co_spawn启动协程、正确处理异常与资源生命周期。

使用C++ Coroutines(协程)结合Boost.Asio可以实现现代、简洁的异步编程模型。C++20引入了原生协程支持,配合Boost.Asio的awaitable特性,能以同步风格编写异步代码,避免回调地狱。
启用协程支持
确保编译器支持C++20协程,并链接Boost.Asio中对协程的支持模块。需要:
- 使用支持C++20的编译器(如GCC 11+、Clang 14+)
- 包含
<boost/asio/use_awaitable.hpp> - 使用
co_await和返回类型boost::asio::awaitable<T>
基本示例:TCP回显服务器
以下是一个简单的TCP回显服务,使用协程处理客户端连接:
#include <boost/asio.hpp> #include <iostream> using boost::asio::ip::tcp; using namespace std::literals; boost::asio::awaitable<void> echo_session(tcp::socket socket) { try { char data[1024]; for (;;) { auto n = co_await socket.async_read_some( boost::asio::buffer(data), boost::asio::use_awaitable ); co_await boost::asio::async_write( socket, boost::asio::buffer(data, n), boost::asio::use_awaitable ); } } catch (const std::exception& e) { std::cerr << "Session error: " << e.what() << "n"; } } boost::asio::awaitable<void> listener() { auto executor = co_await boost::asio::this_coro::executor; tcp::acceptor acceptor(executor, {tcp::v4(), 8080}); for (;;) { tcp::socket socket = co_await acceptor.async_accept(boost::asio::use_awaitable); boost::asio::co_spawn( executor, echo_session(std::move(socket)), boost::asio::detached ); } } int main() { try { boost::asio::io_context ctx; boost::asio::co_spawn(ctx, listener(), boost::asio::detached); ctx.run(); } catch (const std::exception& e) { std::cerr << "Exception: " << e.what() << "n"; } return 0; }
关键点说明
返回类型为 awaitable:每个协程函数返回 boost::asio::awaitable<void> 或带值的模板类型。
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使用 use_awaitable:代替传统的回调,传入 boost::asio::use_awaitable 让异步操作可被 co_await。
协程调度:boost::asio::co_spawn 启动协程并将其交给执行上下文管理。
异常处理:协程内部的异常需用 try/catch 捕获,否则会终止程序。
HTTP客户端示例(dns + TCP)
演示更复杂的链式异步操作:
boost::asio::awaitable<std::string> fetch_http() { tcp::resolver resolver = co_await boost::asio::this_coro::make_resolver(); auto endpoints = co_await resolver.async_resolve("httpbin.org", "80", boost::asio::use_awaitable); tcp::socket socket = co_await boost::asio::this_coro::make_socket(); co_await boost::asio::async_connect(socket, endpoints, boost::asio::use_awaitable); std::string request = "GET /get HTTP/1.1rnHost: httpbin.orgrnConnection: closernrn"; co_await boost::asio::async_write(socket, boost::asio::buffer(request), boost::asio::use_awaitable); std::string response; char buf[1024]; for (;;) { auto n = co_await socket.async_read_some(boost::asio::buffer(buf), boost::asio::use_awaitable); response.append(buf, n); if (n < sizeof(buf)) break; } co_return response; }
boost::asio::co_spawn(ctx, []() -> boost::asio::awaitable<void> { try { std::string result = co_await fetch_http(); std::cout << result << std::endl; } catch (...) { std::cerr << "Request failedn"; } }, boost::asio::detached);
基本上就这些。协程让异步逻辑变得清晰,不再依赖嵌套回调。只要注意资源生命周期(如socket移动)、异常安全和正确使用awaitable上下文,就能写出高效且易维护的网络服务。


