如何防止客户端-服务器架构中异步写入操作的交错？

避免 async_write 调用中的交错

在客户端-服务器架构中，维护 async_write 调用的顺序对于确保数据完整性至关重要。当多个客户端快速发送消息时，就会出现此问题，导致后续的 async_write 操作交织在一起。

解决方案：为每个客户端排队

要解决此问题，建议使用每个客户端的传出队列。队列充当消息的缓冲区，确保消息按照正确的顺序处理和发送。

工作原理

1. 客户端接收到消息时，服务器将其放入客户端的传出队列中。
2. 当当前消息的 async_write 操作完成时，服务器检查队列大小。
3. 如果队列非空，则启动新的 async_write 操作以发送队列中的下一条消息。
4. 如果队列为空，服务器等待下一条消息到达。

代码示例

以下代码演示了带有传出队列的服务器实现：

class Connection {
public:
    // ...
    void write(const std::string& message) {
        _strand.post([this, message] { writeImpl(message); });
    }

private:
    void writeImpl(const std::string& message) {
        _outbox.push(message);
        if (_outbox.size() > 1) return;
        write();
    }

    void write() {
        const std::string& message = _outbox.front();
        async_write(_socket, buffer(message), _strand.wrap(
            [this, err, bytesTransferred] { writeHandler(err, bytesTransferred); }));
    }

    void writeHandler(const std::error_code& error, size_t bytesTransferred) {
        _outbox.pop_front();
        handle error or send next message if the queue is not empty.
    }

private:
    boost::asio::strand _strand;
    std::deque<std::string> _outbox;
};

关键点

• 每个客户端有自己的传出队列，受保护boost::asio::io_service::strand。
• write() 方法负责将消息排队并触发异步发送操作。
• writeHandler() 方法处理异步 async_write 完成并管理

通过采用这些措施，服务器有效地避免了 async_write 的交错调用，确保每个客户端的消息正确排序。

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