Boost Beast调用http::async_write触发“The handle is invalid”错误

• 最初遇到The file handle supplied is invalid报错，排查确认是socket提前关闭导致，修复该问题后又出现The handle is invalid错误
• 报错触发时，异步写回调的已传输字节参数t值为4KB，表现为第一个4KB数据块写入完成后，回调或socket进入异常状态
• 若将异步接口http::async_write替换为同步http::write接口，程序运行完全正常

问题对应实现代码如下：

void BeastResponse::write(http::response<http::file_body> responseFile)
{
    std::cout << "BeastResponse while file write: " << this << std::endl;
 
    auto self = shared_from_this();

    http::async_write(m_stream, responseFile, [self](beast::error_code ec, std::size_t t)
    {
        if (ec)
        {
            std::cout << "File Write Failed" << ": " << ec.message() << std::endl;
            std::cout << t << std::endl;

        }
        else
        {
            std::cout << t << std::endl;
        };
    });
}

核心诱因是待发送的responseFile对象生命周期没有覆盖整个异步写操作全程：

1. responseFile是write函数的形参，属于函数局部对象。http::async_write是异步非阻塞接口，发起IO操作后会立刻返回，不会等待发送完成。当write函数执行结束退出作用域时，responseFile会被立刻析构，其内部持有的file_body对应的文件句柄会被系统回收关闭。
2. 之所以能成功写入4KB后才报错，是因为异步操作发起时，初始的4KB数据块刚好被拷贝到socket发送缓冲区完成发送，后续操作需要继续从responseFile持有的文件句柄读取剩余数据时，该对象已经被析构、文件句柄已经失效，因此触发The handle is invalid报错。
3. 同步http::write接口是阻塞执行的，会一直等到整个响应全部写入完成才会返回，这期间responseFile始终处于函数作用域内、没有被析构，内部文件句柄一直有效，因此不会触发该问题。

额外需要确认的点：代码中仅通过捕获self保证BeastResponse实例的生命周期，需要确认m_stream是BeastResponse的直接成员，不会在异步操作执行期间被提前销毁。

将responseFile通过值捕获的方式传入异步回调，保证其生命周期和异步操作绑定，直到写操作完成后再析构。修复后代码示例：

void BeastResponse::write(http::response<http::file_body> responseFile)
{
    std::cout << "BeastResponse while file write: " << this << std::endl;
 
    auto self = shared_from_this();
    // 值捕获responseFile，保证其在异步操作完成前不会被析构
    http::async_write(m_stream, responseFile, [self, responseFile](beast::error_code ec, std::size_t t)
    {
        if (ec)
        {
            std::cout << "File Write Failed" << ": " << ec.message() << std::endl;
            std::cout << t << std::endl;
        }
        else
        {
            std::cout << t << std::endl;
        }
    });
}

注：所有基于Asio/Beast的异步IO操作，都要求操作依赖的缓冲区、消息、流对象的生命周期必须覆盖整个异步操作周期，直到回调触发后再释放，否则就会出现悬空引用、资源提前释放的问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Suresh Ganapathy