boost::asio::io_service

io_service類為下面的非同步物件提供核心的I/O操作函式，主要用途還是用於socket程式設計

1. boost::asio::ip::tcp::socket
2. boost::asio::ip::tcp::acceptor
3. boost::asio::ip::udp::socket
4. boost::asio::deadline_timer

io_servie 實現了一個任務佇列，io_servie最常用的兩個介面是post和run，post向任務佇列中投遞任務，run是執行佇列中的任務，直到全部執行完畢，並且run可以被N個執行緒呼叫。Io_service是完全執行緒安全的佇列。

【示例】
該示例通過建立io_service類物件，用於監聽並處理tcp::socket執行緒，以socket形式向遠端傳送資料

//**********定義一個io_service類
boost::asio::io_service ioService;
//**********定義一個socket類
//1、SendSocket為自定義的一個socket類；
//2、SendSocket(boost::asio::io_service& ioService, const std::string& _server, uint16_t _port)為該類的建構函式，進行相應的初始化操作，其中ioService是上面定義的io_service類，_server是接收socket的伺服器，_port接收socket伺服器的埠；
 

//3、socket(new tcp::socket(ioService))為啟動的socket型別，此處是啟用tcp型別，然後使該socket執行緒關聯io_service，以便後續呼叫io_service類的先關函式；
//4、queue是socket用來發送資料的快取結構體； 
SendSocket::SendSocket(boost::asio::io_service& ioService, const std::string& _server, uint16_t _port)
: socket(new tcp::socket(ioService)),
packetNo(0), server(_server), port(_port),
  connecting(false
 
), connected(false), sending(false),
  state(TS_RUNNING), sendCount(0), oldSendCount(0), lastLog(0)
{
    if (!_server.empty())
        serverAddress = boost::asio::ip::address::from_string(_server);
    queue = _queue = new PacketInfo();
}

//**********守護io_service物件
//由於run函式在io事件完成後會退出，執行緒會終止，後續基於該物件的非同步io任務無法得到排程。
boost::asio::io_service::work work(io_service);
io_service.run();

【說明】
1、首先考察非同步IO的處理流程

1. 應用程式呼叫IO物件成員函式執行IO操作；
2. IO物件請求io_service的服務；
3. io_service 通知作業系統其需要開始一個非同步連線；
4. 作業系統指示連線操作完成, io_service從佇列中獲取操作結果；
5. 應用程式必須呼叫io_service::run()以便於接收結果；
6. 呼叫io_service::run()後,io_service返回一個操作結果,並將其翻譯為error_code,傳遞到事件回撥函式中；

2、然後考察io_service物件

io_service物件主要有兩個方法——post和run：

1. post用於釋出io事件，如timer，socket讀寫等，一般由asio框架相應物件呼叫，無需我們顯式呼叫；
2. run用於監聽io事件響應，並執行響應回撥，對於非同步io操作需要在程式碼中顯式呼叫；

在非同步io操作中需要我們手動呼叫run函式，基本工作模式如下：

1. 等待io事件響應，如果所有io事件響應完成則退出；
2. 等待到io事件響應後，執行其對應的回撥；
3. 繼續等待下一個io事件，重複1-2；

在使用過程中一般有如下幾個需要注意的地方：

1. run函式在io事件完成後會退出，導致後續基於該物件的非同步io任務無法執行
由於io_service並不會主動排程執行緒，需要我們手動分配，常見的方式是給其分配一個執行緒，然後執行run函式。但run函式在io事件完成後會退出，執行緒會終止，後續基於該物件的非同步io任務無法得到排程。解決這個問題的方法是通過一個asio::io_service::work物件來守護io_service。這樣，即使所有io任務都執行完成，也不會退出，繼續等待新的io任務。

boost::asio::io_service::work work(io_service);
io_service.run();

WSAStartup和WSACleanup

WSAStartup與WSACleanup成對使用，WSAStartup的功能是初始化Winsock DLL，WSACleanup是來解除與Socket庫的繫結並且釋放Socket庫所佔用的系統資源。

在Windows下，Socket是以DLL的形式實現的。在DLL內部維持著一個計數器，只有第一次呼叫WSAStartup才真正裝載DLL，以後的呼叫只是簡單的增加計數器，而WSACleanup函式的功能則剛好相反，每呼叫一次使計數器減1，當計數器減到0時，DLL就從記憶體中被解除安裝！因此，呼叫了多少次WSAStartup，就應相應的呼叫多少次的WSACleanup。
【函式原型】

int PASCAL FAR WSAStartup ( WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData );

【引數】
wVersionRequested：呼叫Windows Sockets API的版本；
lpWSAData ：指向WSADATA資料結構的指標,用來接收Windows Sockets實現的細節；
【說明】
本函式必須是應用程式或DLL呼叫的第一個Windows Sockets函式.它允許應用程式或DLL指明Windows Sockets API的版本號及獲得特定Windows Sockets實現的細節.應用程式或DLL只能在一次成功的WSAStartup()呼叫之後才能呼叫進一步的Windows Sockets API函式。
【返回值】
成功 – 0
失敗 –
WSASYSNOTREADY 指出網路通訊依賴的網路子系統還沒有準備好;
WSAVERNOTSUPPORTED 所需的Windows Sockets API的版本未由特定的Windows Sockets實現提供;
WSAEINVAL 應用程式指出的Windows Sockets版本不被該DLL支援;

getaddrinfo和struct addrinfo結構體

【函式原型】

int getaddrinfo( const char *hostname, const char *service, const struct addrinfo *hints,struct addrinfo **result );

【引數】
hostname:一個主機名或者地址串(IPv4的點分十進位制串或者IPv6的16進位制串)；
service：一個服務名或者10進位制埠號數串；
hints：可以是一個空指標，也可以是一個指向某個addrinfo結構的指標，呼叫者在這個結構中填入關於期望返回的資訊型別的暗示。舉例來說：如果指定的服務既支援TCP也支援UDP，那麼呼叫者可以把hints結構中的ai_socktype成員設定成SOCK_DGRAM，使得返回的僅僅是適用於資料報套介面的資訊。
result ：通過result指標引數返回一個指向addrinfo結構體連結串列的指標
【返回值】
0： 成功，返回非0： 出錯。
【說明】
getaddrinfo函式能夠處理名字到地址以及服務到埠這兩種轉換，返回的是一個sockaddr 結構的鏈而 不是一個地址清單。它具有協議無關性

結構體

    struct addrinfo {
         int ai_flags; /* customize behavior */
         int ai_family; /* address family */
         int ai_socktype; /* socket type */
         int ai_protocol; /* protocol */
         socklen_t ai_addrlen; /* length in bytes of address */
         struct sockaddr *ai_addr; /* address */
         char *ai_canonname; /* canonical name of host */
         struct addrinfo *ai_next; /* next in list */
         .
         .
         .
       };

ai_family指定了地址族，可取值如下：
AF_INET 2 IPv4
AF_INET6 23 IPv6
AF_UNSPEC 0 協議無關

ai_socktype指定套接字的型別
SOCK_STREAM 1 流
SOCK_DGRAM 2 資料報

在AF_INET通訊域中套接字型別SOCK_STREAM的預設協議是TCP（傳輸控制協議）
在AF_INET通訊域中套接字型別SOCK_DGRAM的預設協議是UDP（使用者資料報協議）

ai_protocol指定協議型別，可取的值取決於ai_address和ai_socktype的值，一般設定為0