使用 C++20 Modules 导入 Boost 模块的方法(问题记录)_C/C++

使用 c++20 modules 导入 boost 模块的方法

我的项目案例地址：https://github.com/yudaichen/coroutine_blog

引言

c++20 引入的 modules 特性为 c++ 开发带来了诸多好处，如加快编译速度、减少头文件重复包含等问题。boost 作为一个广泛使用的 c++ 库集合，包含了许多强大的工具和库，例如 boost.asio、boost.beast、boost.redis 和 boost.json。本文将详细介绍如何使用 c++20 modules 导入这些 boost 模块。

环境准备

在开始之前，你需要确保以下几点：

编译器支持：使用支持 c++20 modules 的编译器，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，因为 cmake 3.20 开始对 c++20 modules 有更好的支持。
boost 库安装：确保已经正确安装了 boost 库，并且可以被编译器找到。你可以从 boost 官方网站下载源码并进行编译安装。

项目结构

首先，我们创建一个简单的项目结构，如下所示：

project/
├── cmakelists.txt
├── main.cpp

配置 cmakelists.txt

在 cmakelists.txt 文件中，我们需要进行一些配置以支持 c++20 modules 和 boost 库。以下是一个示例：

cmake_minimum_required(version 3.20)
project(boostmoduleexample)
# 设置 c++ 标准为 c++20
set(cmake_cxx_standard 20)
set(cmake_cxx_standard_required on)
# 查找 boost 库
find_package(boost required components asio beast redis json)
# 添加可执行文件
add_executable(boostmoduleexample main.cpp)
# 链接 boost 库
target_link_libraries(boostmoduleexample private boost::asio boost::beast boost::redis boost::json)
# 设置编译器选项以支持 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()

代码解释：

find_package：用于查找 boost 库，并指定需要的组件，这里包括 asio、beast、redis 和 json。
target_link_libraries：将 boost 库链接到可执行文件中。
target_compile_options：根据不同的编译器，设置相应的编译选项以支持 c++20 modules。

使用 c++20 modules 导入 boost 模块

实现boost.ixx

// boost.ixx
module; // 全局模块片段
/*#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 头文件
#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 头文件
#include <boost/mysql.hpp>
#include <boost/mysql/connection.hpp>
#include <boost/mysql/handshake_params.hpp>
#include <boost/mysql/results.hpp>
// 引入 boost.redis 头文件
#include <boost/redis.hpp>
#include <boost/redis/connection.hpp>
#include <boost/redis/request.hpp>
#include <boost/redis/response.hpp>
// 引入 boost.json 头文件
#include <boost/json/array.hpp>
#include <boost/json/object.hpp>
#include <boost/json/parse.hpp>
#include <boost/json/serialize.hpp>
export module boost;
// ==================== 主命名空间 ====================
export namespace asio {
// --- 核心组件导出 ---
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;
// --- 错误处理子命名空间 ---
namespace error {
using boost::asio::error::make_error_code;
}
// --- 协程相关子命名空间 ---
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
// ==================== 封装 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
// ==================== 网络支持 ====================
namespace net {
namespace ip {
address make_address(const std::string &str) {
  return boost::asio::ip::make_address(str);
}
} // namespace ip
// --- tcp 协议实现 ---
namespace tcp {
using boost::asio::ip::tcp::socket::shutdown_send;
// 使用 boost.asio 的 tcp 类
using protocol = boost::asio::ip::tcp;
// 核心套接字类型
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>;
// 预定义实例
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>;
// 工厂函数
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;
}
// 增强操作函数
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)...);
}
// 封装 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));
}
// 封装 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));
}
// 导出 no_delay 选项
#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 协议实现 ---
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 特化类型
template <typename protocol = net::tcp::protocol>
using ssl_socket = stream<net::tcp::basic_stream_socket<protocol>>;
// ssl 工厂函数
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 错误处理
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 {
// --- 核心组件导出 ---
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 工厂函数
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 异步操作
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 工厂函数
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 工厂函数
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 工厂函数
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 异步操作
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 工厂函数
inline auto make_connection(asio::io_context &ctx) { return connection(ctx); }
// redis 异步操作
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

代码解释：

import 语句：使用 import 语句导入 boost 模块，这样可以避免传统头文件包含的一些问题。
使用 boost 库：在 main 函数中，我们演示了如何使用 boost.asio 和 boost.json 库。

注意事项

模块可用性：确保你安装的 boost 版本支持 c++20 modules，有些较旧的版本可能不支持。
编译选项：不同的编译器对 c++20 modules 的支持可能有所不同，需要根据实际情况调整编译选项。

总结

通过使用 c++20 modules 导入 boost 模块，我们可以提高编译效率，减少头文件重复包含带来的问题。同时，利用 boost 库丰富的功能，我们可以更高效地开发 c++ 应用程序。希望本文能帮助你顺利使用 c++20 modules 导入 boost 模块。

以上就是使用 c++20 modules 导入 boost 模块的详细方法，如果你在实践过程中遇到任何问题，欢迎在评论区留言讨论。

我的项目案例地址：https://github.com/yudaichen/coroutine_blog

到此这篇关于使用 c++20 modules 导入 boost 模块的方法的文章就介绍到这了,更多相关c++ 导入 boost 模块内容请搜索代码网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持代码网！

使用 C++20 Modules 导入 Boost 模块的方法(问题记录)

2025年02月13日 • C/C++ •我要评论

使用 c++20 modules 导入 boost 模块的方法

引言

环境准备

项目结构

使用 c++20 modules 导入 boost 模块

实现boost.ixx

总结

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