第十三章 多种I/O复用

《TCP/IP网络编程》尹圣雨 P211-P225

send & recv函数

Linux中的send & recv

#include<sys/socket.h>  ssize_t send(int sockfd, const void *buf,size_t nbytes,int flags);

成功时返回发送的字节数，失败时返回-1.

#include<sys/socket.h>  ssize_t recv(int sockfd,  void *buf,size_t nbytes,int flags); 

成功时返回接收的字节数（收到EOF返回0），失败时返回-1.

 

send函数和recv函数的最后一个参数是收发数据时的可选项。该可选项可利用位或运算同时传递多个信息、

 

send、recv函数的可选项及含义

MSG_OOB ：用于传输带外数据 Out-of-band data  MSG_PEEK：验证输入流缓冲中是否存在接收的数据   MSG_DONTROUTE：数据传输过程中不参照路由表Routing，在本地Local网络中寻找目的地   MSG_DONTWAIT：调用I/O函数时不阻塞，用于使用非阻塞Non-blocking I/O   MSG_WAITALL：防止函数返回，直到接收全部请求的字节数  

MSG_OOB发送紧急消息

用于发送“带外数据”的紧急消息、用于创建特殊发送方法和通道以发送紧急消息、

fcnt1(recv_sock, F_SETOWN, gitpid());

fcnt1函数用于控制文件描述符，含义如下：“将文件描述符recv_sock指向的套接字拥有者(F_SETOWN)改为把getpid函数返回值用于ID的进程”。

注:操作系统实际创建并管理套接字，“套接字拥有者”是操作系统。此处的“拥有者”是指负责套接字所有事物的主体。

文件描述符recv_sock指向的套接字印发的SIGURG信号处理进程变为将getpid函数返回值用作ID的进程。

 

多个进程可以共同拥有1个套接字的文件描述符。

通过MSG_OOB可选项传递数据时，不会加快数据传输速度，而且通过信号处理函数读取数据只能读1个字节。MSG_OOB含义OUT-OF-DATA,"带外数据"，指的是“通过完全不同的通信路径传输的数据”。

真正意义上的Out-pf-band需要单独的通信路径高速传输数据，但TCP不另外提供，只利用TCP的紧急模式进行传输。

 

紧急模式工作原理

MSG_OOB的意义在于督促数据接收对象尽快处理数据。

 

紧急消息传输阶段的输出缓冲

8

9

0

.

.

.

.

偏移量0

 

 

偏移量3

 

 

 

 

将缓冲最做到的位置视作偏移量为0，字符0保存于偏移量为2的位置。偏移量3的位置存有紧急指针UrgentPointer.紧急指针指向紧急消息的下一个位置（偏移量加1），同时向对方主机传递如下信息：紧急指针指向的偏移量为3之前的部分就是紧急消息。

实际上只有1个字节表示紧急消息。

设置URG的数据包

URG=1，URG指针=3

8

9

0

TCP头

数

数

数

TCP头中含有如下两个消息：

URG=1：载有紧急消息的数据包

URG指针：紧急指针位于偏移量为3的位置。

指定MSG_OBB选项的数据包本身就是紧急数据包，并通过紧接指针表示紧急消息所在位置。

 

注意：偏移量就是参照基准位置表示相对位置的量。偏移量表示距离基准点向那个方向偏移多长距离。偏移地址每次从0开始。

 

检查输入缓冲

同时设置MSG_PEEK和MSG_DONTWAIT选项，以验证输入缓冲中是否存在接收的数据。设置MSG_PEEK选项并调用recv函数时，即使读取了输入缓冲数据也不会删除。该选项通常与MSG_DONTWAIT合作，用于调用以非阻塞方式验证待读取数据存在与否的函数。

 

 

readv & writev函数

使用readv & writev函数

功能：对数据进行整合传输及发送的函数。

通过writev函数可以吧分散保存在多个缓冲中的数据一并发送，通过readv函数可以由多个缓冲分别接收。适当使用2个函数可以减少I/O函数的调用次数。

#include<sys/uio.h>  ssize_t writev(int filedes, const struct iovec *iov, int iovcnt);

成功时返回发送的字节数，失败返回-1

filedes：表示数据传输对象的套接字文件描述符。该函数并不只限于套接字，因此，可以像read函数一样向其传递文件或标准输出描述符。

iov：ioves结构体数组的地址值，结构体iovec中包含待发送数据的位置和大小信息。

iovcnt：向第二个参数传递数组长度。

struct iovec {  void * iov_base;//缓冲地址   size_t iov_len;//缓冲大小   };

下面介绍readv函数，与writev函数正好相反。

#include<sys/uio.h>  ssize_t readv(int filedes, const struct iovec *iov, int iovcnt);

成功时返回发送的字节数，失败返回-1

 

合理使用readv & writev函数

从C角度看，减少函数调用次数也能相应提高性能，但其更大意义在于减少数据包个数。