linux网络编程--跳水send和recv

要了解一个概念：所有的TCP socket在内核具有发送缓冲器和接收缓冲器。TCP除了全双工操作模式TCP滑模取决于这两个单独buffer和这个buffer填充状态。

接收缓冲器数据缓存入内核。应用进程一直没有调用read进行读取的话，此数据会一直缓存在对应 socket的接收缓冲区内。再啰嗦一点。无论进程是否读取socket，对端发来的数据都会经由内核接收而且缓存到socket的内核接收缓冲区之中。 read所做的工作，就是把内核缓冲区中的数据复制到应用层用户的buffer里面。仅此而已。进程调用send发送的数据的时候，最简单情况(也是普通情况)，将数据拷贝进入socket的内核发送缓冲区之中，然后send便会在上层返回。

换句话说，send返回之时。数据不一定会发送到对端去(和
write写文件有点类似)，send不过把应用层buffer的数据拷贝进socket的内核发送buffer中。

兴许我会专门用一篇文章介绍 read和send所关联的内核动作。每一个UDP socket都有一个接收缓冲区。没有发送缓冲区，从概念上来说就是只要有数据就发，无论对方能否够正确接收，所以不缓冲。不须要发送缓冲区。

　　接收缓冲区被TCP和UDP用来缓存网络上来的数据，一直保存到应用进程读走为止。对于TCP。假设应用进程一直没有读取，buffer满了之后，发生的动作是：通知对端TCP协议中的窗体关闭。这个便是滑动窗体的实现。保证TCP套接口接收缓冲区不会溢出。从而保证了TCP是可靠传输。由于对方不同意发出超过所通告窗体大小的数据。

这就是TCP的流量控制。假设对方无视窗体大小而发出了超过窗体大小的数据。则接收方TCP将丢弃它。 UDP：当套接口接收缓冲区满时。新来的数据报无法进入接收缓冲区。此数据报就被丢弃。

UDP是没有流量控制的;快的发送者能够非常easy地就淹没慢的接收者，导致接收方的UDP丢弃数据报。

　　以上便是TCP可靠，UDP不可靠的实现。

　　TCP_CORK TCP_NODELAY

　　这两个选项是相互排斥的，打开或者关闭TCP的nagle算法，以下用场景来解释

　　典型的webserver向client的应答，应用层代码实现流程粗略来说，一般例如以下所看到的：

　　if(条件1){

　　向buffer_last_modified填充协议内容“Last-Modified: Sat, 04 May 2012 05:28:58 GMT”;

　　send(buffer_last_modified);

　　}

　　if(条件2){

　　向buffer_expires填充协议内容“Expires: Mon, 14 Aug 2023 05:17:29 GMT”;

　　send(buffer_expires);

　　}

　　。

。

。

　　if(条件N){

　　向buffer_N填充协议内容“。。。

”;

　　send(buffer_N);

　　}

　　对于这种实现。当前的http应答在运行这段代码时。如果有M(M<=N)个条件都满足。那么会有连续的M个send调用，那是不是下层会依次向client发出M个TCP包呢?答案是否定的。包的数目在应用层是无法控制的，而且应用层也是不须要控制的。

　　我用下列四个如果场景来解释一下这个答案

　　因为TCP是流式的，对于TCP而言，每一个TCP连接唯独syn開始和fin结尾，中间发送的数据是没有边界的。多个连续的send所干的事情不过：

　　假如socket的文件描写叙述符被设置为堵塞方式，并且发送缓冲区还有足够空间容纳这个send所指示的应用层buffer的所有数据，那么把这些数据从应用层的buffer，复制到内核的发送缓冲区。然后返回。

　　假如socket的文件描写叙述符被设置为堵塞方式，可是发送缓冲区没有足够空间容纳这个send所指示的应用层buffer的所有数据，那么能拷贝多少就拷贝多少，然后进程挂起，等到TCP对端的接收缓冲区有空余空间时，通过滑动窗体协议(ACK包的又一个作用----打开窗体)通知TCP本端：“亲，我已经做好准备，您如今能够继续向我发送X个字节的数据了”，然后本端的内核唤醒进程，继续向发送缓冲区拷贝剩余数据。而且内核向TCP对端发送TCP数据，假设send所指示的应用层buffer中的数据在本次仍然无法所有拷贝完。那么过程反复。

。。直到所有数据所有拷贝完。返回。

　　请注意，对于send的行为，我用了“拷贝一次”，send和下层是否发送数据包。没有不论什么关系。

　　假如socket的文件描写叙述符被设置为非堵塞方式，并且发送缓冲区还有足够空间容纳这个send所指示的应用层buffer的所有数据，那么把这些数据从应用层的buffer，复制到内核的发送缓冲区，然后返回。

　　假如socket的文件描写叙述符被设置为非堵塞方式，可是发送缓冲区没有足够空间容纳这个send所指示的应用层buffer的所有数据，那么能拷贝多少就拷贝多少，然后返回拷贝的字节数。多涉及一点。返回之后有两种处理方式：

　　1.死循环，一直调用send，持续測试。一直到结束(基本上不会这么搞)。

　　2.非堵塞搭配epoll或者select。用这两种东西来測试socket是否达到可发送的活跃状态，然后调用send(高性能server必需的处理方式)。

　　综上。以及请參考本文前述的SO_RCVBUF和SO_SNDBUF，你会发现，在实际场景中，你能发出多少TCP包以及每一个包承载多少数据，除了受到自身server配置和环境带宽影响，对端的接收状态也能影响你的发送状况。

　　至于为什么说“应用层也是不须要控制发送行为的”。这个说法的原因是：

　　软件系统分层处理、分模块处理各种软件行为，目的就是为了各司其职，分工。应用层仅仅关心业务实现，控制业务。传输数据由专门的层面去处理，这样应用层开发的规模和复杂程度会大为减少。开发和维护成本也会对应减少。

　　再回到发送的话题上来：)之前说应用层无法精确控制和全然控制发送行为。那是不是就是不控制了?非也!尽管无法控制，但也要尽量控制!

　　怎样尽量控制?如今引入本节主题----TCP_CORK和TCP_NODELAY。

　　cork:塞子。塞住

　　nodelay：不要延迟

　　TCP_CORK：尽量向发送缓冲区中攒数据，攒到多了再发送，这样网络的有效负载会升高。

简单粗暴地解释一下这个有效负载的问题。

假如每一个包中仅仅有一个字节的数据，为了发送这一个字节的数据。再给这一个字节外面包装一层厚厚的TCP包头，那网络上跑的差点儿全是包头了，有效的数据仅仅占当中非常小的部分，非常多訪问量大的server，带宽能够非常轻松的被这么耗尽。那么，为了让有效负载升高，我们能够通过这个选项指示TCP层。在发送的时候尽量多攒一些数据，把他们填充到一个TCP包中再发送出去。这个和提升发送效率是相互矛盾的。空间和时间总是一堆冤家!!

　　TCP_NODELAY：尽量不要等待，仅仅要发送缓冲区中有数据，而且发送窗体是打开的，就尽量把数据发送到网络上去。

　　非常明显。两个选项是相互排斥的。实际场景中该怎么选择这两个选项呢?

再次举例说明

　　webserver,，下载server(ftp的发送文件server)。须在更大的带宽，server，使用TCP_CORK。

　　它涉及的互动server。实例ftp接收命令server。您必须使用TCP_NODELAY。缺省值是TCP_CORK。试想一下，。用户命令的每几个字节的敲，下保存数据。我想等到更多的数据发送前，这样的用户会等到发疯。

在最坏的情况下有一个特殊的词汇来描述-----棍(nian拼音第二声)包裹。