核心是事件循环与非阻塞I/O。使用uv_default_loop获取循环,uv_run启动;通过uv_fs_*异步读写文件,由线程池处理I/O并回调;用uv_tcp_t实现TCP通信,监听连接并收发数据;通过结构体附加上下文模拟闭包;需管理资源生命周期并检查返回值错误。

使用libuv进行C++异步IO编程,核心是理解事件循环(event loop)和非阻塞操作模型。libuv是一个跨平台的异步I/O库,最初为Node.js开发,支持文件系统、网络、定时器等异步操作。在C++中集成libuv,可以构建高性能的并发服务程序,而无需直接管理线程。
初始化事件循环
每个libuv程序都从获取一个事件循环开始。通常使用uv_default_loop()获取主线程的默认循环:
uv_loop_t* loop = uv_default_loop();
这个loop会管理所有后续注册的异步任务,比如读写、连接、定时器等。你需要确保在程序结束前运行循环:
立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;
uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);
这会让事件循环持续运行,直到没有活跃句柄或显式停止。
处理异步文件读写
libuv提供uv_fs_* 系列函数进行非阻塞文件操作。例如,异步读取文件内容:
- 调用uv_fs_open打开文件,传入回调函数
- 在打开成功的回调中,分配缓冲区并调用uv_fs_read
- 读取完成后,在对应回调中处理数据
- 最后调用uv_fs_close关闭文件描述符
所有操作都不阻塞主线程,实际I/O由底层线程池完成,结果通过回调通知。
网络通信:TCP客户端与服务端
使用uv_tcp_t结构可实现TCP通信。创建服务端流程如下:
- 初始化tcp句柄:uv_tcp_init(loop, &server)
- 绑定地址:uv_ip4_addr("0.0.0.0", 8080, &addr); uv_tcp_bind(&server, (const struct sockaddr*)&addr, 0)
- 开始监听:uv_listen((uv_stream_t*)&server, 128, on_new_connection)
- 新连接到来时,on_new_connection被触发,可在其中建立uv_tcp_t客户端句柄
- 使用uv_read_start开始接收数据,数据到达时执行指定回调
发送数据使用uv_write,传入数据缓冲区和完成回调。
使用闭包传递上下文
libuv的C接口不支持C++ lambda捕获,但可通过结构体附加自定义数据。例如,在uv_write_t或uv_fs_t结构后紧跟用户数据:
struct WriteReq : uv_write_t {
std::string id;
void* data;
};
在回调中将其还原,实现上下文传递。这是C++中模拟闭包的常用技巧。
基本上就这些。掌握事件驱动模型、正确管理资源生命周期、避免在回调中做耗时操作,就能用libuv写出高效的C++异步程序。不复杂但容易忽略的是错误处理——每个uv函数返回int,需用uv_strerror检查错误信息。










