C++ 関数はネットワーク プログラミングでノンブロッキング I/O をどのように実装しますか?

C でのネットワーク プログラミングにノンブロッキング I/O を使用すると、アプリケーションの応答性とスループットが大幅に向上します。原則: 非同期 I/O 操作を使用すると、アプリケーションは I/O 要求の発行後も実行を継続し、カーネルは操作の完了後にイベントを生成してアプリケーションに通知します。実装: 非同期 I/O の実装に必要な機能を提供する Boost.Asio ライブラリを使用できます。実際のケース: ノンブロッキング I/O は、ネットワーク サーバー、分散システム、リアルタイム ゲームやシミュレーションなど、スループットと応答性に対する高い要件が求められるネットワーク アプリケーションで広く使用されています。

C でのネットワーク プログラミングでのノンブロッキング I/O の使用

ネットワーク プログラミングでは、ノンブロッキング I/O を使用してアプリケーションを実行できます。プログラムは、I/O 操作が完了するのを待っている間も実行を続けます。これにより、アプリケーションの応答性とスループットが大幅に向上します。

原則

ノンブロッキング I/O は、非同期 I/O 操作を使用して実現されます。アプリケーションが I/O リクエストを発行すると、カーネルはプロセスをブロックせずにすぐに戻ります。 I/O 操作が完了すると、カーネルはイベントを生成してアプリケーションに通知します。

実装

C では、Boost ライブラリを使用してノンブロッキング I/O を実装できます。 Boost.Asio ライブラリは、非同期 I/O 操作に必要なすべての機能を提供します。

コード例

次のコード例は、ノンブロッキング TCP サーバーおよびクライアントの実装に Boost.Asio を使用する方法を示します。サーバー側

#include <boost/asio.hpp>

int main() {
  boost::asio::io_service io_service;
  boost::asio::ip::tcp::acceptor acceptor(io_service, boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::tcp::v4(), 8080));

  for (;;) {
    boost::asio::ip::tcp::socket socket(io_service);
    acceptor.async_accept(socket, [&](const boost::system::error_code& ec) {
      if (!ec) {
        // 处理客户端连接
      }
    });

    io_service.run();
  }

  return 0;
}

クライアント側

#include <boost/asio.hpp>

int main() {
  boost::asio::io_service io_service;
  boost::asio::ip::tcp::socket socket(io_service);

  socket.async_connect(boost::asio::ip::tcp::endpoint(boost::asio::ip::address::from_string("127.0.0.1"), 8080), [&](const boost::system::error_code& ec) {
    if (!ec) {
      // 发送数据到服务器
      // ...
    }
  });

  io_service.run();

  return 0;
}

実用的なケース

ノンブロッキング I/O が広く使用されています高いスループットと応答性を必要とするネットワーク アプリケーション。例:

ネットワーク サーバー

分散システム
• リアルタイム ゲームとシミュレーション

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