网络总结（一）

Nagle算法

                      Nagle算法用于对缓冲区内一定数量的消息进行自动连接，该处理过程称为Nagling，通过减少必须发送的封包的数量，提高网络程序的效率，但会引入一定的延迟。

                      默认情况下，发送数据采用Nagle算法。指发送方发送的数据不会立即发出，先放在缓冲区，等缓冲区满了以后再发出。发送完一批数据后，会等待接收方对这批数据的回应，然后再发送下一批数据。适用于发送方需要发送大批数据，并且对方接受会及时作出回应的场合。这种算法通过减少传输数据的次数来提高通信效率。如果发送方持续发送小批量的数据，并且接收方不一定会立即发送响应数据，Nagle算法会是发送方运行很慢。

                     TCP_NODELAY禁用Nagle算法

           void set_nodelay(int fd, bool enabled)           {          int flag = enabled;          setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (char*)&flag, sizeof(int));           }

非阻塞I/O

                      系统分为低速系统调用和其他系统调用两类。低速系统调用是可能会使进程永远阻塞的一类系统调用，包括：
                      1. 如果某些文件类型（如管道，终端设备，网络设备）的数据不存在，则读操作可能会使调用者永远阻塞
                      2. 如果数据不能被上述同样类型的文件接受，则写操作也会使调用者永远阻塞
                      3. 在某种条件之前，打开某些类型文件会被阻塞
                      4. 对已经加上强制性记录锁的文件进行读写
                      5. 某些ioctl操作
                      6. 某些进程间通信
                      非阻塞I/O使调用open，write，read时不会一直阻塞
                     指定非阻塞I/O的方法：   1）如果open获得描述符，可指定O_NONBLOCK标志
                                                               2）对于已经打开的文件描述符，调用fcntl，由该函数打开O_NONBLOCK标志

           void set_nonblocking(int fd)           {          int old_flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);          fcntl(fd, F_SETFL, old_flags | O_NONBLOCK);           }

                     对于非阻塞描述符的操作不能无阻塞的完成，errno会被设置成EAGAIN/EWOULDBLOCK

close-on-exec

                      对文件描述符设置FD_CLOEXEC，使用exec系列执行的程序里，此文件描述符被关闭，不能在使用，但在使用fork产生的进程中，此文件描述符并不关闭，可以继续使用。                

           void set_cloexec(int fd)          {         int old_flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);         fcntl(fd, F_SETFL, old_flags | FD_CLOEXEC);           }

epoll

                     epoll是linux内核为处理大批量句柄而改进了poll。  

                     优点：1）epoll没有进程打开的文件描述符的限制，上限是可以打开文件的数目。（select有文件描述符的限制）
                                 2）epoll只会管“活跃”的连接，对活跃的连接进行处理。因为在内核实现中epoll是根据每个fd上面的callback函数实现的。（select、poll都会轮询完所有的fd，才进行处理）
                                 3）内存拷贝方式较快，使用mmap加速内核和用户空间的消息传递

                     epoll的两种工作方式：
                                  LT（level triggered）是缺省工作方式，并且同时支持block和no-block socket。内核告诉你一个文件描述符是否就绪了，你就可以对就绪的fd进行IO操作。如果不进行任何操作，内核还是会继续通知你。传统的select、poll是这种模型的代表。
                                  ET（edge-triggered）是高速工作方式，只支持no-block socket。在这种模式下。当描述符从未就绪变为就绪时，内核就通过epoll告诉你。然后假设你知道文件描述符已经就绪，并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知，直到你做了某些操作导致文件描述符不在为就绪状态。只会通知一次。
                     1.   int epoll_create(int size);
                                  创建一个epoll的句柄，size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select()中的第一个参数，给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是，当创建好epoll句柄后，它就是会占用一个fd值，在linux下如果查看/proc/进程id/fd/，是能够看到这个fd的，所以在使用完epoll后，必须调用close()关闭，否则可能导致fd被耗尽。
                     2.  int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
                                  epoll的事件注册函数，它不同与select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件，而是在这里先注册要监听的事件类型。第一个参数是epoll_create()的返回值，第二个参数表示动作，用三个宏来表示：
                                  EPOLL_CTL_ADD：注册新的fd到epfd中；
                                  EPOLL_CTL_MOD：修改已经注册的fd的监听事件；
                                  EPOLL_CTL_DEL：从epfd中删除一个fd；
                                  第三个参数是需要监听的fd，第四个参数是告诉内核需要监听什么事，struct epoll_event结构如下：

                 struct epoll_event {                        __uint32_t events;  /* Epoll events */                        epoll_data_t data;  /* User data variable */                 };                 typedef union epoll_data {                         void *ptr;                         int fd;                         __uint32_t u32;                         __uint64_t u64;                 } epoll_data_t;

                                events可以是以下几个宏的集合：
                                        EPOLLIN ：表示对应的文件描述符可以读（包括对端SOCKET正常关闭）；
                                        EPOLLOUT：表示对应的文件描述符可以写；
                                        EPOLLPRI：表示对应的文件描述符有紧急的数据可读（这里应该表示有带外数据到来）；
                                        EPOLLERR：表示对应的文件描述符发生错误；
                                        EPOLLHUP：表示对应的文件描述符被挂断；
                                        EPOLLET： 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式。
                                        EPOLLONESHOT：只监听一次事件，当监听完这次事件之后，如果还需要继续监听这个socket的话，需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里
                   3.   int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
                                等待事件的产生，类似于select()调用。参数events用来从内核得到事件的集合，maxevents告之内核这个events有多大，这个maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size，参数timeout是超时时间（毫秒，0会立即返回，-1将不确定，也有说法说是永久阻塞）。该函数返回需要处理的事件数目，如返回0表示已超时。

常见错误

                    EWOULDBLOCK       用于非阻塞模式。不需要重新读或写
                    EAGAIN                       不用管，继续处理
                    EINTR                          系统中断，继续处理
                    ECONNABORTED      该错误被描述为“software caused connection abort”，即“软件引起的连接中止”。原因在于当服务和客户进程在完成用于 TCP 连接的“三次握手”后，客户 TCP 却发送了一个 RST （复位）分节，在服务进程看来，就在该连接已由 TCP 排队，等着服务进程调用 accept 的时候 RST 却到达了。POSIX 规定此时的 errno 值必须 ECONNABORTED。源自 Berkeley 的实现完全在内核中处理中止的连接，服务进程将永远不知道该中止的发生。服务器进程一般可以忽略该错误，直接再次调用accept。
                    ENFILE                        文件表溢出
                    EMFILE                       打开文件太多