對(duì)于socket，最基本的輸入輸出函數(shù)就是，read和write。它們最基本，同樣功能也是最少的。Unix中有幾個(gè)函數(shù)是read/write的變種，在基本的輸入輸出功能上，還增加了一些非常使用的功能和特性，它們是：recv/send、readv/writev和recvmsg/sendmsg。

1、socket超時(shí)的實(shí)現(xiàn)

一般來(lái)說(shuō)，要在對(duì)socket的I/O操作實(shí)現(xiàn)超時(shí)，有3種方式：

·注冊(cè)SIGALRM信號(hào)的處理函數(shù)，然后調(diào)用alrm，則若對(duì)socket的I/O操作阻塞時(shí)間大于alrm注冊(cè)的時(shí)間，則在alrm時(shí)間到時(shí)會(huì)阻塞會(huì)被SIGALRM打斷。這樣做有個(gè)缺點(diǎn)，就是alrm的調(diào)用會(huì)影響到同一進(jìn)程的其他alrm調(diào)用。某些系統(tǒng)中，系統(tǒng)調(diào)用被信號(hào)打斷后，會(huì)自動(dòng)重新調(diào)用，在這種系統(tǒng)中可以使用setlongjmp/siglongjmp來(lái)跳出。

·使用SO_RCVTIMEO/SO_SNDTIMEO選項(xiàng)。注意，并不是所有的系統(tǒng)都支持這兩個(gè)選項(xiàng)。

·用select代替read/write。

前面兩種方式只對(duì)socket進(jìn)行輸入/輸出有效，而最后一種除了輸入/輸出以外，還對(duì)connect有效(socket必須處于nonblocking模式下)。

2、recv/send

函數(shù)原型：

#include

ssize_t recv(int sockfd, void *buff, size_t nbytes, int flags);

ssize_t send(int sockfd, const void *buff, size_t nbytes, int flags);

Both return: number of bytes read or written if OK, –1 on error

可以看到，前3個(gè)參數(shù)和read/write是一樣的，很好理解。最后一個(gè)flag參數(shù)的值可以是一下幾個(gè)常量中的一個(gè)或多個(gè)的或：

·MSG_DONTROUTE 適用于send，表示此次發(fā)送的數(shù)據(jù)包不經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的路由過(guò)程，直接發(fā)送。

·MSG_DOWAIT 適用于recv/send，表示此次操作采用非阻塞方式(不一定所有的系統(tǒng)都支持此項(xiàng))。

·MSG_OOB 適用于recv/send，表示發(fā)送或接收“out-of-band data”(只能發(fā)送1個(gè)字節(jié)的out-of-band data)。

·MSG_PEEK 適用于recv，表示此次讀取的是緩存中數(shù)據(jù)的副本。

·MSG_WAITALL 適用于recv，表示調(diào)用將直接阻塞知道指定的指定的字節(jié)數(shù)被讀出(若中途遇到EOF或出錯(cuò)，則也會(huì)少于指定字節(jié)數(shù))。

2、readv/writev

原型：#include

ssize_t readv(int filedes, const struct iovec *iov, int iovcnt);

ssize_t writev(int filedes, const struct iovec *iov, int iovcnt);

Both return: number of bytes read or written, –1 on error

這兩個(gè)函數(shù)名字和read/write只多一個(gè)字母'v'，功能更強(qiáng)大。readv可以將數(shù)據(jù)讀入到多個(gè)buffer中，而writev可以將多個(gè)buffer的數(shù)據(jù)輸出。iov指向一個(gè)iovec的數(shù)組，iovcnt為數(shù)組大小(linux中最大為1024)。

iovec結(jié)構(gòu)如下：struct iovec {

void *iov_base; /* starting address of buffer */

size_t iov_len; /* size of buffer */

};

iov_base指向buffer的起始地址，iov_len為buffer的大小。

3、recvmsg/sendmsg

這對(duì)函數(shù)可以說(shuō)是socket輸入/輸出的“萬(wàn)金油”，它們可以替代之前提到過(guò)的輸入/輸出函數(shù)。原型如下：#include

ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

ssize_t sendmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

Both return: number of bytes read or written if OK, –1 on error

大部分重要的都放在msg指向的msghdr中：struct msghdr {

void *msg_name; /* protocol address */

socklen_t msg_namelen; /* size of protocol address */

struct iovec *msg_iov; /* scatter/gather array */

int msg_iovlen; /* # elements in msg_iov */

void *msg_control; /* ancillary data (cmsghdr struct) */

socklen_t msg_controllen; /* length of ancillary data */

int msg_flags; /* flags returned by recvmsg() */

};

msg_name指向相應(yīng)的socket地址，msg_namelen為地址大小，這兩個(gè)成員僅在socket未連接的情況下使用(需設(shè)置IP_RECVDSTADDR)，對(duì)于已連接的socket(如TCP和已連接的UDP)，msg_name應(yīng)置為NULL，msg_namelen為0。在使用recvmsg時(shí)，msg_namelen是值-結(jié)果類(lèi)型。

msg_iov與msg_iovlen和readv/writev表示的意義一樣。

msg_flags僅對(duì)recvmsg有用，當(dāng)recvmsg調(diào)用時(shí)，將flags賦值給msg_flags，然后內(nèi)核按照msg_flags進(jìn)行操作，返回時(shí)將更新(有可能)后的flags通過(guò)這個(gè)值返回；sendmsg僅使用flags。

附表，flag總結(jié)

msg_control成員很重要，下一節(jié)將詳細(xì)分析；msg_controllen為msg_control大小。

4、輔助數(shù)據(jù)

輔助數(shù)據(jù)是指msghdr中的msg_control和msg_controllen成員，它們又稱(chēng)謂“控制信息”。在某些情況下，這些信息是非常有用的。

附表，輔助數(shù)據(jù)總結(jié)(直接截圖，湊活著看)

輔助數(shù)據(jù)可以包含多條信息，每條信息存放在cmsghdr的結(jié)構(gòu)中：

struct cmsghdr {

socklen_t cmsg_len; /* length in bytes, including this structure */

int cmsg_level; /* originating protocol */

int cmsg_type; /* protocol-specific type */

/* followed by unsigned char cmsg_data[] */

};

注意，數(shù)據(jù)區(qū)cmsg_data是可變的，按需求分配。

在處理cmsghdr時(shí)，有5個(gè)實(shí)用的宏：#include

#include /* for ALIGN macro on many implementations */

struct cmsghdr *CMSG_FIRSTHDR(struct msghdr *mhdrptr) ;

#Returns: pointer to first cmsghdr structure or NULL if no ancillary data

struct cmsghdr *CMSG_NXTHDR(struct msghdr *mhdrptr, struct cmsghdr *cmsgptr) ;

#Returns: pointer to next cmsghdr structure or NULL if no more ancillary data objects

unsigned char *CMSG_DATA(struct cmsghdr *cmsgptr) ;

#Returns: pointer to first byte of data associated with cmsghdr structure

unsigned int CMSG_LEN(unsigned int length) ;

#Returns: value to store in cmsg_len given the amount of data

unsigned int CMSG_SPACE(unsigned int length) ;

#Returns: total size of an ancillary data object given the amount of data

圖例：

代碼片段：

struct msghdr msg;

struct cmsghdr *cmsgptr;

/* fill in msg structure */

/* call recvmsg() */

for (cmsgptr = CMSG_FIRSTHDR(&msg); cmsgptr != NULL;

cmsgptr = CMSG_NXTHDR(&msg, cmsgptr)) {

if (cmsgptr->cmsg_level == ... &&

cmsgptr->cmsg_type == ... ) {

u_char *ptr;

ptr = CMSG_DATA(cmsgptr);

/* process data pointed to by ptr */

}

}

5、如何得知當(dāng)前緩沖區(qū)中有多少數(shù)據(jù)？

使用MSG_PEEK即可，這樣可以獲取緩沖區(qū)數(shù)據(jù)的副本，而不是“消耗”，副本的大小即為當(dāng)前緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量。需注意的是，網(wǎng)卡每時(shí)每刻都有可能收到數(shù)據(jù)，因此緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)量是一直在變化的。

6、socket I/O與標(biāo)準(zhǔn)I/O

之前提到的函數(shù)(read/write、recv/send等)都是系統(tǒng)調(diào)用，除了系統(tǒng)調(diào)用之外，還可以使用標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)操作socket。標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)自帶緩沖機(jī)制，同時(shí)考慮了一些細(xì)節(jié)，這給使用者帶來(lái)一定的方便。但是，方便的同時(shí)，它帶來(lái)了新的問(wèn)題，這些問(wèn)題的根源就是緩沖機(jī)制！避免一些“奇怪”問(wèn)題的建議就是，不要使用標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)來(lái)處理socket。(見(jiàn)unpv13e 14.8)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux 高级i o函数,高级I/O函数的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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