独立C++ asio库实现的UDP Server

以下是一个使用独立的 C++ Asio 库实现的 UDP 服务器的示例代码。这个 UDP 服务器可以监听指定端口，接收客户端发送的数据，并将接收到的数据原样返回给客户端。

#include <iostream>
#include <asio.hpp>
#include <array>

class UdpServer {
public:
    // 构造函数，初始化服务器并开始接收数据
    UdpServer(asio::io_context& io_context, short port)
        : socket_(io_context, asio::ip::udp::endpoint(asio::ip::udp::v4(), port)) {
        startReceive();
    }

private:
    // 开始异步接收数据的方法
    void startReceive() {
        socket_.async_receive_from(
            asio::buffer(data_, max_length), sender_endpoint_,
            [this](const asio::error_code& ec, std::size_t bytes_recvd) {
                if (!ec && bytes_recvd > 0) {
                    handleReceive(bytes_recvd);
                } else {
                    startReceive();
                }
            });
    }

    // 处理接收到的数据的方法
    void handleReceive(std::size_t length) {
        std::cout << "Received " << length << " bytes from "
                  << sender_endpoint_.address().to_string() << ":"
                  << sender_endpoint_.port() << std::endl;
        std::cout << "Message: " << std::string(data_.data(), length) << std::endl;

        // 回显接收到的数据给客户端
        socket_.async_send_to(
            asio::buffer(data_, length), sender_endpoint_,
            [this](const asio::error_code& /*ec*/, std::size_t /*bytes_sent*/) {
                startReceive();
            });
    }

    asio::ip::udp::socket socket_;
    asio::ip::udp::endpoint sender_endpoint_;
    static constexpr std::size_t max_length = 1024;
    std::array<char, max_length> data_;
};

int main() {
    try {
        // 创建 io_context 对象，用于管理异步操作
        asio::io_context io_context;
        // 创建 UDP 服务器实例，监听端口 12345
        UdpServer server(io_context, 12345);
        // 启动事件循环，处理异步操作
        io_context.run();
    } catch (const std::exception& e) {
        // 捕获并输出异常信息
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

代码解释

UdpServer 类

1. 构造函数：

   • 接收一个 asio::io_context 对象和一个端口号作为参数。
   • 创建一个 asio::ip::udp::socket 对象，并将其绑定到指定的端口（使用 asio::ip::udp::endpoint）。
   • 调用 startReceive 方法开始异步接收数据。

2. startReceive 方法：

   • 使用 socket_.async_receive_from 异步地从客户端接收数据。该方法接受一个缓冲区（asio::buffer）、一个存储发送方端点信息的 sender_endpoint_ 对象，以及一个回调函数。
   • 当有数据到达时，回调函数会被触发。如果没有错误且接收到的数据长度大于 0，则调用 handleReceive 方法处理数据；否则，继续等待下一次接收。

3. handleReceive 方法：

   • 打印接收到的数据的长度、发送方的 IP 地址和端口号。
   • 使用 socket_.async_send_to 异步地将接收到的数据原样返回给客户端。
   • 在发送完成的回调函数中，如果没有错误，继续调用 startReceive 方法等待下一次接收；如果有错误，则输出错误信息并继续等待。

main 函数

1. 创建一个 asio::io_context 对象，它是 Asio 库的核心，用于管理异步操作的事件循环。
2. 创建一个 UdpServer 对象，指定监听的端口为 12345。
3. 调用 io_context.run() 启动事件循环，开始处理异步操作。
4. 使用 try-catch 块捕获并处理可能抛出的异常。

编译和运行

要编译这个程序，你可以使用以下命令（假设使用 g++ 编译器）：

g++ -std=c++17 -o udp_server udp_server.cpp -lpthread

运行程序：

./udp_server

运行服务器后，它会开始监听 12345 端口，等待客户端发送数据。你可以使用网络调试工具或者编写一个 UDP 客户端程序来与这个服务器进行通信测试。