Imported Upstream version 1.57.0
[platform/upstream/boost.git] / doc / html / boost_asio / example / cpp03 / timeouts / async_tcp_client.cpp
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2 // async_tcp_client.cpp
3 // ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
4 //
5 // Copyright (c) 2003-2014 Christopher M. Kohlhoff (chris at kohlhoff dot com)
6 //
7 // Distributed under the Boost Software License, Version 1.0. (See accompanying
8 // file LICENSE_1_0.txt or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
9 //
10
11 #include <boost/asio/deadline_timer.hpp>
12 #include <boost/asio/io_service.hpp>
13 #include <boost/asio/ip/tcp.hpp>
14 #include <boost/asio/read_until.hpp>
15 #include <boost/asio/streambuf.hpp>
16 #include <boost/asio/write.hpp>
17 #include <boost/bind.hpp>
18 #include <iostream>
19
20 using boost::asio::deadline_timer;
21 using boost::asio::ip::tcp;
22
23 //
24 // This class manages socket timeouts by applying the concept of a deadline.
25 // Some asynchronous operations are given deadlines by which they must complete.
26 // Deadlines are enforced by an "actor" that persists for the lifetime of the
27 // client object:
28 //
29 //  +----------------+
30 //  |                |
31 //  | check_deadline |<---+
32 //  |                |    |
33 //  +----------------+    | async_wait()
34 //              |         |
35 //              +---------+
36 //
37 // If the deadline actor determines that the deadline has expired, the socket
38 // is closed and any outstanding operations are consequently cancelled.
39 //
40 // Connection establishment involves trying each endpoint in turn until a
41 // connection is successful, or the available endpoints are exhausted. If the
42 // deadline actor closes the socket, the connect actor is woken up and moves to
43 // the next endpoint.
44 //
45 //  +---------------+
46 //  |               |
47 //  | start_connect |<---+
48 //  |               |    |
49 //  +---------------+    |
50 //           |           |
51 //  async_-  |    +----------------+
52 // connect() |    |                |
53 //           +--->| handle_connect |
54 //                |                |
55 //                +----------------+
56 //                          :
57 // Once a connection is     :
58 // made, the connect        :
59 // actor forks in two -     :
60 //                          :
61 // an actor for reading     :       and an actor for
62 // inbound messages:        :       sending heartbeats:
63 //                          :
64 //  +------------+          :          +-------------+
65 //  |            |<- - - - -+- - - - ->|             |
66 //  | start_read |                     | start_write |<---+
67 //  |            |<---+                |             |    |
68 //  +------------+    |                +-------------+    | async_wait()
69 //          |         |                        |          |
70 //  async_- |    +-------------+       async_- |    +--------------+
71 //   read_- |    |             |       write() |    |              |
72 //  until() +--->| handle_read |               +--->| handle_write |
73 //               |             |                    |              |
74 //               +-------------+                    +--------------+
75 //
76 // The input actor reads messages from the socket, where messages are delimited
77 // by the newline character. The deadline for a complete message is 30 seconds.
78 //
79 // The heartbeat actor sends a heartbeat (a message that consists of a single
80 // newline character) every 10 seconds. In this example, no deadline is applied
81 // message sending.
82 //
83 class client
84 {
85 public:
86   client(boost::asio::io_service& io_service)
87     : stopped_(false),
88       socket_(io_service),
89       deadline_(io_service),
90       heartbeat_timer_(io_service)
91   {
92   }
93
94   // Called by the user of the client class to initiate the connection process.
95   // The endpoint iterator will have been obtained using a tcp::resolver.
96   void start(tcp::resolver::iterator endpoint_iter)
97   {
98     // Start the connect actor.
99     start_connect(endpoint_iter);
100
101     // Start the deadline actor. You will note that we're not setting any
102     // particular deadline here. Instead, the connect and input actors will
103     // update the deadline prior to each asynchronous operation.
104     deadline_.async_wait(boost::bind(&client::check_deadline, this));
105   }
106
107   // This function terminates all the actors to shut down the connection. It
108   // may be called by the user of the client class, or by the class itself in
109   // response to graceful termination or an unrecoverable error.
110   void stop()
111   {
112     stopped_ = true;
113     boost::system::error_code ignored_ec;
114     socket_.close(ignored_ec);
115     deadline_.cancel();
116     heartbeat_timer_.cancel();
117   }
118
119 private:
120   void start_connect(tcp::resolver::iterator endpoint_iter)
121   {
122     if (endpoint_iter != tcp::resolver::iterator())
123     {
124       std::cout << "Trying " << endpoint_iter->endpoint() << "...\n";
125
126       // Set a deadline for the connect operation.
127       deadline_.expires_from_now(boost::posix_time::seconds(60));
128
129       // Start the asynchronous connect operation.
130       socket_.async_connect(endpoint_iter->endpoint(),
131           boost::bind(&client::handle_connect,
132             this, _1, endpoint_iter));
133     }
134     else
135     {
136       // There are no more endpoints to try. Shut down the client.
137       stop();
138     }
139   }
140
141   void handle_connect(const boost::system::error_code& ec,
142       tcp::resolver::iterator endpoint_iter)
143   {
144     if (stopped_)
145       return;
146
147     // The async_connect() function automatically opens the socket at the start
148     // of the asynchronous operation. If the socket is closed at this time then
149     // the timeout handler must have run first.
150     if (!socket_.is_open())
151     {
152       std::cout << "Connect timed out\n";
153
154       // Try the next available endpoint.
155       start_connect(++endpoint_iter);
156     }
157
158     // Check if the connect operation failed before the deadline expired.
159     else if (ec)
160     {
161       std::cout << "Connect error: " << ec.message() << "\n";
162
163       // We need to close the socket used in the previous connection attempt
164       // before starting a new one.
165       socket_.close();
166
167       // Try the next available endpoint.
168       start_connect(++endpoint_iter);
169     }
170
171     // Otherwise we have successfully established a connection.
172     else
173     {
174       std::cout << "Connected to " << endpoint_iter->endpoint() << "\n";
175
176       // Start the input actor.
177       start_read();
178
179       // Start the heartbeat actor.
180       start_write();
181     }
182   }
183
184   void start_read()
185   {
186     // Set a deadline for the read operation.
187     deadline_.expires_from_now(boost::posix_time::seconds(30));
188
189     // Start an asynchronous operation to read a newline-delimited message.
190     boost::asio::async_read_until(socket_, input_buffer_, '\n',
191         boost::bind(&client::handle_read, this, _1));
192   }
193
194   void handle_read(const boost::system::error_code& ec)
195   {
196     if (stopped_)
197       return;
198
199     if (!ec)
200     {
201       // Extract the newline-delimited message from the buffer.
202       std::string line;
203       std::istream is(&input_buffer_);
204       std::getline(is, line);
205
206       // Empty messages are heartbeats and so ignored.
207       if (!line.empty())
208       {
209         std::cout << "Received: " << line << "\n";
210       }
211
212       start_read();
213     }
214     else
215     {
216       std::cout << "Error on receive: " << ec.message() << "\n";
217
218       stop();
219     }
220   }
221
222   void start_write()
223   {
224     if (stopped_)
225       return;
226
227     // Start an asynchronous operation to send a heartbeat message.
228     boost::asio::async_write(socket_, boost::asio::buffer("\n", 1),
229         boost::bind(&client::handle_write, this, _1));
230   }
231
232   void handle_write(const boost::system::error_code& ec)
233   {
234     if (stopped_)
235       return;
236
237     if (!ec)
238     {
239       // Wait 10 seconds before sending the next heartbeat.
240       heartbeat_timer_.expires_from_now(boost::posix_time::seconds(10));
241       heartbeat_timer_.async_wait(boost::bind(&client::start_write, this));
242     }
243     else
244     {
245       std::cout << "Error on heartbeat: " << ec.message() << "\n";
246
247       stop();
248     }
249   }
250
251   void check_deadline()
252   {
253     if (stopped_)
254       return;
255
256     // Check whether the deadline has passed. We compare the deadline against
257     // the current time since a new asynchronous operation may have moved the
258     // deadline before this actor had a chance to run.
259     if (deadline_.expires_at() <= deadline_timer::traits_type::now())
260     {
261       // The deadline has passed. The socket is closed so that any outstanding
262       // asynchronous operations are cancelled.
263       socket_.close();
264
265       // There is no longer an active deadline. The expiry is set to positive
266       // infinity so that the actor takes no action until a new deadline is set.
267       deadline_.expires_at(boost::posix_time::pos_infin);
268     }
269
270     // Put the actor back to sleep.
271     deadline_.async_wait(boost::bind(&client::check_deadline, this));
272   }
273
274 private:
275   bool stopped_;
276   tcp::socket socket_;
277   boost::asio::streambuf input_buffer_;
278   deadline_timer deadline_;
279   deadline_timer heartbeat_timer_;
280 };
281
282 int main(int argc, char* argv[])
283 {
284   try
285   {
286     if (argc != 3)
287     {
288       std::cerr << "Usage: client <host> <port>\n";
289       return 1;
290     }
291
292     boost::asio::io_service io_service;
293     tcp::resolver r(io_service);
294     client c(io_service);
295
296     c.start(r.resolve(tcp::resolver::query(argv[1], argv[2])));
297
298     io_service.run();
299   }
300   catch (std::exception& e)
301   {
302     std::cerr << "Exception: " << e.what() << "\n";
303   }
304
305   return 0;
306 }