缓冲对象

执行从连续内存中转发数据的IO行为，我们称其为缓冲Buffer。这种缓冲可以被表达为一个指针和一个长度变量的区间。然而，要想完成一个高效的网络模型，支持scatter-father操作，我们的操作过程中需要包含一个或者多个缓冲区：

• scatter-read离散地读取数据到多元的缓冲区中。
• gather-write聚合写入转发多元缓冲对象。

有鉴于此，我们需要一种对缓冲集合的抽象，在Asio中使用的方法是定义了一种类型表示单一缓冲对象，这种对象可以存放到特定容器中，然后通过这些容器我们可以进行scatter-gather操作。

为了让buffer类型具有类似于指针缓冲的特性，我们又将易变内存和常量内存区别对待，这两者可以被如下定义：

typedef std::pair<void*, std::size_t> mutable_buffer;
typedef std::pair<const void*,std::size_t> const_buffer;buffer_end

和普通常量相同，易变缓冲能转化为常缓冲，反之则非法。

但实际上，Asio并没有用如上的定义，而是定义了两种类型mutable_buffer和const_buffer。这样设计的原因是为了对连续内存有一个模糊的定义：

• std::pair对于不支持常量变换，我们的类型允许两者在一定规则下进行变换
• Asio存在机制来避免buffer的滥用。声明一个缓冲的实例，你只能再创建一个相同内存块或者子内存块的缓冲。为了保证其安全，库中包含了机制来自动推断一个来自于数组的缓冲区大小，比如boost::array，std::vector或者std::string。
• 类型安全的保证是在进行类型转化的过程中，你只能使用buffer_cast。一般来说，应用程序不应该调用该函数，但是库内部需要调用它来实现对操作系统底层的内存交付。

最后，多元缓冲能够执行scatter-gather操作（比如使用read和write函数）将缓冲对象存入容器中。MutableBufferSequence和ConstBufferSequence的概念允许我们使用诸如std::vector，std::list或者boost::array的容器（译者注：此处作者意味我们可以使用储存结构为std::vector或std::list的容器对象，比如std::set<T, cmp, vector<T>>）

通过iostream实现一体化流式缓冲

asio::basic_streambuf类是std::basic_streambuf的子类，用以处理包含存放随机类型数组的输入输出序列。这些数组对象包含在流式缓冲中，但是直接操作流中的数组是非法的，你只能通过IO操作访问他们，例如socket的send和receive：

• 输入序列通过data()成员函数被允许访问，而且返回的类型正好符合ConstBufferSequence的需求。
• 输出序列通过prepare()成员函数被允许访问，返回的类型正好符合MutableBufferSequence。
• 当我们要从输出序列队头向输入序列队尾转发数据时，我们调用commit()成员函数。
• 当我们要从输入序列队头移除数据，我们调用consume()。

strambuf的构造器接受一个size_t类型的变量来确定输入输出序列的最大长度，任何试图越界的操作都会抛出std::length_error的异常。

缓冲序列的迭代访问

buffer_iterator<>类提供了方法访问连续的内存。辅助的函数buffer_begin()和buffer_end()，迭代器的模板类型是自动推断的。

在下面的例子中，我们从socket中读取一个单行，然后写入std::string中：

aiso::streambuf sb;
...
std::size_t n = asio::read_unit(sock, sb, '/n');
asio::streambuf::const_buffers_type bufs = sb.data();
std::string line(
    asio::buffers_begin(bufs),
    asio::buffers_begin(bufs) + n);

Buffers Debugging

有的标准库的实现提供了一种feature叫做iterator debugging，比如MS VC++ 8.0。这种特征意味着在运行时会检测迭代器的合法性，使用非法迭代器会造成断言：

void dont_do_this()
{
    std::string msg = "Hello, world!";
    asio::async_write(sock, asio::buffer(msg), my_handler);
}

当你调用异步读写的时候，你要确认你的缓冲对象直到你的回调发生为止，必须要是合法的。在上述的例子中，缓冲对象中存放的是标准字符串对象，该对象在栈中，在出函数块后被系统回收了，如果你足够幸运，你的应用会崩溃，更多的可能是发生无法预见的随机问题。

当buffer debugging被开启，Asio会自动存放一个迭代器给那个字符串对象，直到异步操作完成为止，然后间接地检查其合法性。在调用异步回调之前，断言就会被触发。

这个特性在MS VS 8.0和之后的版本自动实现，GCC需要开启_GLIB_CXX_DEBUG指令。由于有额外开销，所以该特性只会在debug模式下有用。如果你是其他的C++编译器，可以在Asio中开启 ASIO_ENABLE_BUFFER_DEBUGGING宏，使用 ASIO_DISAB LE_BUFFER_DEBUGGING来禁用该特性。

参见

buffer, buffers_begin, buffers_end, buffers_iterator, const_buffer, const_buffers_1, mutable_buffer, mutable_buffers_1, streambuf, ConstBufferSequence, MutableBufferSequence, buffers example (C++03), buffers example (c++11).