使用?C++20?Modules?導(dǎo)入?Boost?模塊的方法(問題記錄)
使用 C++20 Modules 導(dǎo)入 Boost 模塊的方法
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引言
C++20 引入的 Modules 特性為 C++ 開發(fā)帶來了諸多好處,如加快編譯速度、減少頭文件重復(fù)包含等問題。Boost 作為一個廣泛使用的 C++ 庫集合,包含了許多強大的工具和庫,例如 Boost.Asio、Boost.Beast、Boost.Redis 和 Boost.JSON。本文將詳細介紹如何使用 C++20 Modules 導(dǎo)入這些 Boost 模塊。
環(huán)境準(zhǔn)備
在開始之前,你需要確保以下幾點:
- 編譯器支持:使用支持 C++20 Modules 的編譯器,例如 GCC 10 及以上版本、Clang 12 及以上版本。
- CMake 支持:CMake 版本需要在 3.20 及以上,因為 CMake 3.20 開始對 C++20 Modules 有更好的支持。
- Boost 庫安裝:確保已經(jīng)正確安裝了 Boost 庫,并且可以被編譯器找到。你可以從 Boost 官方網(wǎng)站 下載源碼并進行編譯安裝。
項目結(jié)構(gòu)
首先,我們創(chuàng)建一個簡單的項目結(jié)構(gòu),如下所示:
project/ ├── CMakeLists.txt ├── main.cpp
配置 CMakeLists.txt
在 CMakeLists.txt
文件中,我們需要進行一些配置以支持 C++20 Modules 和 Boost 庫。以下是一個示例:
cmake_minimum_required(VERSION 3.20) project(BoostModuleExample) # 設(shè)置 C++ 標(biāo)準(zhǔn)為 C++20 set(CMAKE_CXX_STANDARD 20) set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON) # 查找 Boost 庫 find_package(Boost REQUIRED COMPONENTS asio beast redis json) # 添加可執(zhí)行文件 add_executable(BoostModuleExample main.cpp) # 鏈接 Boost 庫 target_link_libraries(BoostModuleExample PRIVATE Boost::asio Boost::beast Boost::redis Boost::json) # 設(shè)置編譯器選項以支持 Modules if (CMAKE_CXX_COMPILER_ID STREQUAL "GNU") target_compile_options(BoostModuleExample PRIVATE -fmodules-ts) elseif (CMAKE_CXX_COMPILER_ID STREQUAL "Clang") target_compile_options(BoostModuleExample PRIVATE -fmodules -fcxx-modules) endif()
代碼解釋:
find_package
:用于查找 Boost 庫,并指定需要的組件,這里包括asio
、beast
、redis
和json
。target_link_libraries
:將 Boost 庫鏈接到可執(zhí)行文件中。target_compile_options
:根據(jù)不同的編譯器,設(shè)置相應(yīng)的編譯選項以支持 C++20 Modules。
使用 C++20 Modules 導(dǎo)入 Boost 模塊
實現(xiàn)boost.ixx
// boost.ixx module; // 全局模塊片段 /*#include <boost/asio.hpp>*/ #include <boost/asio/co_spawn.hpp> #include <boost/asio/thread_pool.hpp> #include <boost/asio/static_thread_pool.hpp> #include <boost/asio/as_tuple.hpp> #include <boost/asio/signal_set.hpp> #include <boost/asio/awaitable.hpp> #include <boost/asio/buffer.hpp> #include <boost/asio/io_context.hpp> #include <boost/asio/ip/tcp.hpp> #include <boost/asio/ip/udp.hpp> #include <boost/asio/ssl.hpp> #include <boost/asio/use_awaitable.hpp> // 引入 Boost.Beast 頭文件 #include <boost/beast/core.hpp> #include <boost/beast/http.hpp> #include <boost/beast/ssl.hpp> #include <boost/beast/version.hpp> #include <boost/beast/websocket.hpp> // 引入 Boost.MySQL 頭文件 #include <boost/mysql.hpp> #include <boost/mysql/connection.hpp> #include <boost/mysql/handshake_params.hpp> #include <boost/mysql/results.hpp> // 引入 Boost.Redis 頭文件 #include <boost/redis.hpp> #include <boost/redis/connection.hpp> #include <boost/redis/request.hpp> #include <boost/redis/response.hpp> // 引入 Boost.json 頭文件 #include <boost/json/array.hpp> #include <boost/json/object.hpp> #include <boost/json/parse.hpp> #include <boost/json/serialize.hpp> export module boost; // ==================== 主命名空間 ==================== export namespace asio { // --- 核心組件導(dǎo)出 --- using boost::asio::any_completion_executor; using boost::asio::any_io_executor; using boost::asio::async_connect; using boost::asio::awaitable; using boost::asio::bad_executor; using boost::asio::buffer; using boost::asio::cancellation_signal; using boost::asio::cancellation_slot; using boost::asio::cancellation_state; using boost::asio::cancellation_type; using boost::asio::co_spawn; using boost::asio::connect; using boost::asio::coroutine; using boost::asio::deferred; using boost::asio::detached; using boost::asio::detached_t; using boost::asio::dynamic_buffer; using boost::asio::execution_context; using boost::asio::executor; using boost::asio::executor_arg_t; using boost::asio::invalid_service_owner; using boost::asio::io_context; using boost::asio::multiple_exceptions; using boost::asio::post; using boost::asio::service_already_exists; using boost::asio::socket_base; using boost::asio::static_thread_pool; using boost::asio::steady_timer; using boost::asio::system_context; using boost::asio::system_executor; using boost::asio::thread_pool; using boost::asio::ip::address; using boost::asio::append; using boost::asio::as_tuple; using boost::asio::async_compose; using boost::asio::bind_cancellation_slot; using boost::asio::cancel_after; using boost::asio::consign; using boost::asio::default_completion_token_t; using boost::asio::detached; using boost::asio::enable_terminal_cancellation; using boost::asio::enable_total_cancellation; using boost::asio::make_strand; using boost::asio::signal_set; // --- 錯誤處理子命名空間 --- namespace error { using boost::asio::error::make_error_code; } // --- 協(xié)程相關(guān)子命名空間 --- namespace this_coro { BOOST_ASIO_INLINE_VARIABLE constexpr boost::asio::this_coro:: cancellation_state_t cancellation_state; BOOST_ASIO_INLINE_VARIABLE constexpr boost::asio::this_coro::executor_t executor; // using boost::asio::this_coro::cancellation_state; // using boost::asio::this_coro::executor; using boost::asio::this_coro::reset_cancellation_state; using boost::asio::this_coro::throw_if_cancelled; } // namespace this_coro // ==================== 封裝 use_awaitable ==================== #if defined(GENERATING_DOCUMENTATION) BOOST_ASIO_INLINE_VARIABLE constexpr boost::asio::use_awaitable_t<> use_awaitable; #else BOOST_ASIO_INLINE_VARIABLE constexpr boost::asio::use_awaitable_t<> use_awaitable(0, 0, 0); #endif // ==================== 網(wǎng)絡(luò)支持 ==================== namespace net { namespace ip { address make_address(const std::string &str) { return boost::asio::ip::make_address(str); } } // namespace ip // --- TCP 協(xié)議實現(xiàn) --- namespace tcp { using boost::asio::ip::tcp::socket::shutdown_send; // 使用 Boost.Asio 的 tcp 類 using protocol = boost::asio::ip::tcp; // 核心套接字類型 template <typename Protocol = protocol> using basic_socket = boost::asio::basic_socket<Protocol>; template <typename Protocol = protocol> using basic_socket_acceptor = boost::asio::basic_socket_acceptor<Protocol>; template <typename Protocol = protocol> using basic_stream_socket = boost::asio::basic_stream_socket<Protocol>; template <typename Protocol = protocol> using basic_resolver = boost::asio::ip::basic_resolver<Protocol>; // 預(yù)定義實例 using socket = basic_stream_socket<protocol>; using acceptor = basic_socket_acceptor<protocol>; using endpoint = boost::asio::ip::basic_endpoint<protocol>; using resolver = basic_resolver<protocol>; using resolver_query = boost::asio::ip::basic_resolver_query<protocol>; using resolver_results = boost::asio::ip::basic_resolver_results<protocol>; // 工廠函數(shù) inline socket make_socket(io_context &ctx) { return socket(ctx); } inline acceptor make_acceptor(io_context &ctx, const endpoint &ep) { acceptor a(ctx); a.open(ep.protocol()); a.set_option(socket_base::reuse_address(true)); a.bind(ep); a.listen(); return a; } // 增強操作函數(shù) template <typename Protocol, typename... Args> auto async_connect(basic_stream_socket<Protocol> &sock, Args &&...args) { return boost::asio::async_connect(sock, std::forward<Args>(args)...); } // 封裝 async_read_until template <typename AsyncReadStream, typename DynamicBuffer, typename CompletionToken> auto async_read_until(AsyncReadStream &stream, DynamicBuffer &&buffer, const std::string &delim, CompletionToken &&token) { return boost::asio::async_read_until( stream, std::forward<DynamicBuffer>(buffer), delim, std::forward<CompletionToken>(token)); } // 封裝 async_write template <typename AsyncWriteStream, typename ConstBufferSequence, typename CompletionToken> auto async_write(AsyncWriteStream &stream, const ConstBufferSequence &buffers, CompletionToken &&token) { return boost::asio::async_write(stream, buffers, std::forward<CompletionToken>(token)); } // 導(dǎo)出 no_delay 選項 #if defined(GENERATING_DOCUMENTATION) typedef implementation_defined no_delay; #else typedef boost::asio::detail::socket_option::boolean< BOOST_ASIO_OS_DEF(IPPROTO_TCP), BOOST_ASIO_OS_DEF(TCP_NODELAY)> no_delay; #endif } // namespace tcp // --- UDP 協(xié)議實現(xiàn) --- namespace udp { using protocol = boost::asio::ip::udp; template <typename Protocol = protocol> using basic_socket = boost::asio::basic_socket<Protocol>; template <typename Protocol = protocol> using basic_endpoint = boost::asio::ip::basic_endpoint<Protocol>; using socket = basic_socket<protocol>; using endpoint = basic_endpoint<protocol>; } // namespace udp } // namespace net // ==================== SSL/TLS 支持 ==================== namespace ssl { using boost::asio::ssl::context; using boost::asio::ssl::context_base; using boost::asio::ssl::host_name_verification; using boost::asio::ssl::stream; using boost::asio::ssl::stream_base; using boost::asio::ssl::verify_context; // SSL over TCP 特化類型 template <typename Protocol = net::tcp::protocol> using ssl_socket = stream<net::tcp::basic_stream_socket<Protocol>>; // SSL 工廠函數(shù) template <typename Protocol> ssl_socket<Protocol> make_ssl_socket(net::tcp::basic_stream_socket<Protocol> &sock, context &ctx) { return ssl_socket<Protocol>(std::move(sock), ctx); } // SSL 錯誤處理 namespace error { using boost::asio::ssl::error::make_error_code; using boost::asio::ssl::error::stream_errors; } // namespace error } // namespace ssl } // namespace asio // ==================== Boost.Beast 支持 ==================== export namespace beast { // --- 核心組件導(dǎo)出 --- using boost::beast::error_code; using boost::beast::file_mode; using boost::beast::flat_buffer; using boost::beast::role_type; using boost::beast::string_view; using boost::beast::tcp_stream; using boost::beast::buffers_to_string; using boost::beast::get_lowest_layer; // --- HTTP 支持 --- namespace http { using boost::beast::http::dynamic_body; using boost::beast::http::empty_body; using boost::beast::http::field; using boost::beast::http::file_body; using boost::beast::http::request; using boost::beast::http::response; using boost::beast::http::status; using boost::beast::http::string_body; using boost::beast::http::verb; using boost::beast::http::basic_fields; using boost::beast::http::request_parser; // HTTP 工廠函數(shù) template <typename Body = string_body, typename Fields = boost::beast::http::fields> auto make_request(verb method, std::string target, unsigned version = 11) { return request<Body, Fields>(method, target, version); } // HTTP 異步操作 template <typename Stream, typename Request, typename CompletionToken> auto async_write(Stream &stream, Request &&req, CompletionToken &&token) { return boost::beast::http::async_write(stream, std::forward<Request>(req), std::forward<CompletionToken>(token)); } template <typename Stream, typename Request> auto async_write(Stream &stream, Request &&req) { return boost::beast::http::async_write(stream, std::forward<Request>(req), asio::use_awaitable); } template <typename Stream, typename Response, typename CompletionToken> auto async_read(Stream &stream, flat_buffer &buffer, Response &res, CompletionToken &&token) { return boost::beast::http::async_read(stream, buffer, res, std::forward<CompletionToken>(token)); } template <typename Stream, typename Response> auto async_read(Stream &stream, flat_buffer &buffer, Response &res) { return boost::beast::http::async_read(stream, buffer, res, asio::use_awaitable); } } // namespace http // --- WebSocket 支持 --- namespace websocket { using boost::beast::role_type; using boost::beast::websocket::close_code; using boost::beast::websocket::is_upgrade; using boost::beast::websocket::request_type; using boost::beast::websocket::response_type; using boost::beast::websocket::stream; using boost::beast::websocket::stream_base; // WebSocket 工廠函數(shù) template <typename NextLayer> auto make_websocket_stream(NextLayer &next_layer) { return stream<NextLayer>(next_layer); } } // namespace websocket // --- SSL 支持 --- namespace ssl { using boost::beast::ssl_stream; // SSL 工廠函數(shù) template <typename Protocol> auto make_ssl_stream(asio::net::tcp::basic_stream_socket<Protocol> &sock, asio::ssl::context &ctx) { return ssl_stream<asio::net::tcp::basic_stream_socket<Protocol>>( std::move(sock), ctx); } } // namespace ssl } // namespace beast // ==================== Boost.MySQL 支持 ==================== export namespace mysql { using boost::mysql::connection; using boost::mysql::connection_pool; using boost::mysql::datetime; using boost::mysql::diagnostics; using boost::mysql::error_code; using boost::mysql::handshake_params; using boost::mysql::pool_params; using boost::mysql::pooled_connection; using boost::mysql::results; using boost::mysql::row_view; using boost::mysql::ssl_mode; using boost::mysql::statement; using boost::mysql::tcp_ssl_connection; using boost::mysql::with_params; // MySQL 工廠函數(shù) inline auto make_connection(connection<connection<boost::asio::ssl::stream< boost::asio::basic_stream_socket<boost::asio::ip::tcp>>>> ctx) { return connection<tcp_ssl_connection>(std::move(ctx)); } // MySQL 異步操作 template <typename CompletionToken> auto async_connect(connection<tcp_ssl_connection> &conn, const std::string &host, const std::string &user, const std::string &password, const std::string &database, CompletionToken &&token) { return conn.async_connect(host, user, password, database, std::forward<CompletionToken>(token)); } template <typename CompletionToken> auto async_execute(connection<tcp_ssl_connection> &conn, const std::string &query, results &result, CompletionToken &&token) { return conn.async_execute(query, result, std::forward<CompletionToken>(token)); } } // namespace mysql // ==================== Boost.Redis 支持 ==================== export namespace redis { using boost::redis::connection; using boost::redis::request; using boost::redis::response; // Redis 工廠函數(shù) inline auto make_connection(asio::io_context &ctx) { return connection(ctx); } // Redis 異步操作 template <typename CompletionToken> auto async_execute(connection &conn, const request &req, boost::redis::response<boost::redis::ignore_t> &res, CompletionToken &&token) { return conn.async_exec(req, res, std::forward<CompletionToken>(token)); } } // namespace redis export namespace boost { namespace json { using boost::json::array; using boost::json::object; using boost::json::parse; using boost::json::serialize; using boost::json::value; } // namespace json } // namespace boost
代碼解釋:
import
語句:使用import
語句導(dǎo)入 Boost 模塊,這樣可以避免傳統(tǒng)頭文件包含的一些問題。- 使用 Boost 庫:在
main
函數(shù)中,我們演示了如何使用 Boost.Asio 和 Boost.JSON 庫。
注意事項
- 模塊可用性:確保你安裝的 Boost 版本支持 C++20 Modules,有些較舊的版本可能不支持。
- 編譯選項:不同的編譯器對 C++20 Modules 的支持可能有所不同,需要根據(jù)實際情況調(diào)整編譯選項。
總結(jié)
通過使用 C++20 Modules 導(dǎo)入 Boost 模塊,我們可以提高編譯效率,減少頭文件重復(fù)包含帶來的問題。同時,利用 Boost 庫豐富的功能,我們可以更高效地開發(fā) C++ 應(yīng)用程序。希望本文能幫助你順利使用 C++20 Modules 導(dǎo)入 Boost 模塊。
以上就是使用 C++20 Modules 導(dǎo)入 Boost 模塊的詳細方法,如果你在實踐過程中遇到任何問題,歡迎在評論區(qū)留言討論。
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到此這篇關(guān)于使用 C++20 Modules 導(dǎo)入 Boost 模塊的方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ 導(dǎo)入 Boost 模塊內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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