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boost.asioでSSL

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とりあえずサンプルプロジェクトつくった。HTTPやHTTPSのデータをクローリングしようと思ったが

めんどくさくて力尽きた。需要なさそうだし

https://github.com/YukiMiyatake/AsyncBotCrawler

簡単なのでさらっといきます!


boost.asioのSSL概要

内部でOpenSSLを使っているので、libeay32.lib、ssleay32.libが必要

(MacやLinuxでは名前違うかもしれない)

基本的に普通のTCPと同じように通信ができる! すごい!

違いは大雑把に下記

1、

boost::asio::ip::tcp::socket を

boost::asio::ssl::stream<boost::asio::ip::tcp::socket> に変更

2、boost::asio::ssl::context を作成し load_verify_fileで証明書を読み込む(Verifyしない場合は読まなくて良い)

3、上記のssl contextを socketのコンストラクタに渡す

4、socketのset_verify_mode、set_verify_callback を設定し、verifyのコールバックを待つ

あとは通常Socketと同じように通信できる


サンプルコード

Boost.asioにサンプルあります! このままでOKです!

http://www.boost.org/doc/libs/1_62_0/doc/html/boost_asio/example/cpp03/ssl/client.cpp

http://www.boost.org/doc/libs/1_62_0/doc/html/boost_asio/example/cpp03/ssl/server.cpp


サンプルの注意点

非同期ゆえに、オブジェクトのスコープを気にする必要がある

例えば上記 clientの作成部を 下記のように {}を入れてスコープつけるだけで 落ちる

    {

client c(io_service, ctx, iterator);
}

理由は、cのコンストラクタを実行した時、非同期なので実行終了を待たずにコンストラクタを抜ける

その後 スコープを抜けて cはデストラクトされる

その後 非同期処理がおわりコールバックを呼んだ時には cが消えているため thisポインタがなく落ちる

解決法は 非同期処理が終了するまで cを生存させることである。例えば リストに入れてコールバックもらったらdeleteするとかもあるが

asioでスマートな解決法は shared_ptrを使い管理する事である

具体的には コールバック関数を呼ぶときに、shared_from_this を使い shared_ptrをキャプチャする

clientのサンプルでは、 cのコンストラクト時を下記に変え shared_ptrにする

 make_shared<client>(io_service, ctx, iterator);

そして、clientクラスに shared_from_thisを使えるように enable_shared_from_thisをpublic継承する

class client : public std::enable_shared_from_this<client>

最後に、非同期のコールバック関数に share_from_thisを使い shared_ptrをキャプチャする

サンプルは C++03なので bindを使ってキャプチャを行っている

具体的には bindでthisを渡している部分をすべて shared_from_this() にすればよい



cpp

resolver_.async_resolve(query,

boost::bind(&httpx_client::handle_resolve, shared_from_this(),

boost::asio::placeholders::error,

boost::asio::placeholders::iterator));

ちなみに上記はC++03時点の書き方で、boost::bindを使って関数オブジェクトを作り shared_ptrをキャプチャしているが

C++11以降では ラムダ関数を使いキャプチャすることが出来る

上記より 少しきれいなコードになると思うので 覚えておくと良い

auto self(shared_from_this());

resolver_.async_resolve(query,
[this,self](const boost::system::error_code& err,tcp::resolver::iterator endpoint_iterator)
{
handle_resolve(err, endpoint_iterator);
}
);


サンプル

HTTPSを使って HTMLをコンソール出力します

今回はVerifyが不要なので、証明書のロードやVerifyチェックを省略します

HTTPのGetリクエストを投げて、レスポンスをコンソール出力

#include <cstdlib>

#include <iostream>
#include <memory>
#include <boost/bind.hpp>
#include <boost/asio.hpp>
#include <boost/asio/ssl.hpp>

class client: public std::enable_shared_from_this<client>
{
public:
client(boost::asio::io_service& io_service,
boost::asio::ssl::context& context,
boost::asio::ip::tcp::resolver::iterator endpoint_iterator)
: socket_(io_service, context), endpoint_iterator_(endpoint_iterator)
{
// constructorでは shared_from_thisが取れないので、実際の実行は下記で行う
}

void run() {

boost::asio::async_connect(socket_.lowest_layer(), endpoint_iterator_,
boost::bind(&client::handle_connect, shared_from_this(),
boost::asio::placeholders::error));
}

void handle_connect(const boost::system::error_code& error)
{
if (!error)
{
socket_.async_handshake(boost::asio::ssl::stream_base::client,
boost::bind(&client::handle_handshake, shared_from_this(),
boost::asio::placeholders::error));
}
else
{
std::cout << "Connect failed: " << error.message() << "\n";
}
}

void handle_handshake(const boost::system::error_code& error)
{
if (!error)
{
std::ostream request_stream(&request_);
{
request_stream << "GET /" << " HTTP/1.0\r\n";
request_stream << "Host: www.google.co.jp" << "\r\n";
request_stream << "Accept: */*\r\n";

request_stream << "Connection: close\r\n\r\n";
}
boost::asio::async_write(socket_, request_,
boost::bind(&client::handle_write_request, shared_from_this(),
boost::asio::placeholders::error));

}
else
{
std::cout << "Handshake failed: " << error.message() << "\n";
}
}

void handle_write_request(const boost::system::error_code& err)
{
if (!err)
{
boost::asio::async_read_until(socket_, response_, "\r\n",
boost::bind(&client::handle_read_status_line, shared_from_this(),
boost::asio::placeholders::error));
}
else
{
std::cerr << "Error: " << err.message() << "\n";
}
}

void handle_read_status_line(const boost::system::error_code& err)
{
if (!err)
{
std::istream response_stream(&response_);
std::string http_version;
response_stream >> http_version;
response_stream >> status_code_;
std::string status_message;
std::getline(response_stream, status_message);
if (!response_stream || http_version.substr(0, 5) != "HTTP/")
{
std::cerr << "Invalid response\n";
return;
}
if (status_code_ != 200)
{
std::cout << "Response returned with status code ";
std::cout << status_code_ << "\n";
return;
}

// Read the response headers, which are terminated by a blank line.
boost::asio::async_read_until(socket_, response_, "\r\n\r\n",
boost::bind(&client::handle_read_headers, shared_from_this(),
boost::asio::placeholders::error));
}
else
{
std::cerr << "Error: " << err << "\n";
}
}

void handle_read_headers(const boost::system::error_code& err)
{
if (!err)
{
//
std::istream response_stream(&response_);
std::string header;
while (std::getline(response_stream, header) && header != "\r")
{
message_header_ << header << "\n";
}

boost::asio::async_read(socket_, response_,
boost::asio::transfer_at_least(1),
boost::bind(&client::handle_read_content, shared_from_this(),
boost::asio::placeholders::error));
}
else
{
std::cerr << "Error: " << err << "\n";
}
}

void handle_read_content(const boost::system::error_code& err)
{
// if (err == boost::asio::error::eof)
if (err)
{
auto self(shared_from_this());

message_body_ << &response_;

// 終了したのでここで表示。実際はコールバックを呼ぶことが多い
// [this, self]() {callback_(*this); }();
std::cout << status_code_ << std::endl << message_header_.str() << std::endl << message_body_.str() << std::endl;

}
else if (!err)
{
message_body_ << &response_;

response_.consume(response_.size());

boost::asio::async_read(socket_, response_,
boost::asio::transfer_at_least(1),
boost::bind(&client::handle_read_content, shared_from_this(),
boost::asio::placeholders::error));

}
}

private:
boost::asio::ssl::stream<boost::asio::ip::tcp::socket> socket_;
boost::asio::ip::tcp::resolver::iterator endpoint_iterator_;
unsigned int status_code_ = 0;
std::ostringstream message_header_;
std::ostringstream message_body_;
boost::asio::streambuf request_;
boost::asio::streambuf response_;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
try
{

boost::asio::io_service io_service;

boost::asio::ip::tcp::resolver resolver(io_service);
boost::asio::ip::tcp::resolver::query query("www.google.co.jp", "https");
boost::asio::ip::tcp::resolver::iterator iterator = resolver.resolve(query);

boost::asio::ssl::context ctx(boost::asio::ssl::context::sslv23);

std::make_shared<client>(io_service, ctx, iterator)->run();

io_service.run();
}
catch (std::exception& e)
{
std::cerr << "Exception: " << e.what() << "\n";
}

return 0;
}