如何处理boost::beast::websocket的多async_write异步调用？

核心问题是Boost.Beast的WebSocket异步操作不允许同时存在多个未完成的同类型操作（比如并发发起async_write），这会触发断言导致程序终止。strand仅能保证回调串行执行，但无法阻止你在已有写操作未完成时发起新的写请求，因此必须通过消息队列+串行触发的方式解决。

具体实现方案 #

给每个WebSocket会话添加消息队列，确保同一时间只有一个async_write在运行：

1. 会话类增加成员
   为每个会话维护：

   • 一个消息队列（比如std::queue<std::string>或std::queue<boost::beast::flat_buffer>），缓冲待发送的消息
   • 绑定到WebSocket executor的strand，保证队列操作的线程安全

2. 封装线程安全的发送接口
   提供公共的send方法，通过strand将消息投递到会话的io_context线程中处理，避免并发修改队列：

   void send(std::string msg) {
       boost::asio::post(ws_.get_executor(),
           boost::beast::bind_front_handler(
               &session::do_send,
               shared_from_this(),
               std::move(msg)));
   }
   

3. 内部处理消息入队与写触发
   在strand上下文内将消息加入队列，若队列之前为空，则立即触发写操作：

   void do_send(std::string msg) {
       bool was_empty = write_queue_.empty();
       write_queue_.push(std::move(msg));
       if (was_empty) {
           do_write();
       }
   }
   

4. 串行执行写操作
   实现do_write发起异步写，在回调中检查队列是否还有剩余消息，若有则继续触发下一次写：

   void do_write() {
       auto self(shared_from_this());
       boost::beast::websocket::async_write(
           ws_,
           boost::beast::buffer(write_queue_.front()),
           boost::asio::bind_executor(
               strand_,
               [self](boost::beast::error_code ec, std::size_t bytes_transferred) {
                   self->on_write(ec, bytes_transferred);
               }));
   }
   
   void on_write(boost::beast::error_code ec, std::size_t bytes_transferred) {
       boost::ignore_unused(bytes_transferred);
       if (ec) {
           return fail(ec, "write");
       }
   
       write_queue_.pop();
       if (!write_queue_.empty()) {
           do_write();
       }
   }
   

关键注意点 #

• 所有对队列的操作必须在strand上下文内执行，避免多线程并发修改
• 监听线程发送事件时，只需调用会话的send接口，无需直接操作WebSocket的写方法
• Beast的WebSocket stream默认会自动响应ping/pong，若需主动发送ping，也需将ping操作加入队列或遵循串行执行规则

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ghasem Ramezani