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在一个非阻塞(fcntl)的socket上调用read/write函数, 返回EAGAIN或者EWOULDBLOCK(注: EAGAIN就是EWOULDBLOCK)

这个错误表示资源暂时不够, 可能read时, 读缓冲区没有数据, 或者, write时,写缓冲区满了.  (此处读写缓冲区指的是socket的缓冲区,而不是read或write调用形参中的buffer)

遇到这种情况, 如果是阻塞socket, read/write就要阻塞掉.而如果是非阻塞socket, read/write立即返回-1, 同 时errno设置为EAGAIN.所以, 对于阻塞socket, read/write返回-1代表网络出错了.但对于非阻塞socket, read/write返回-1不一定网络真的出错了.可能是Resource temporarily unavailable. 这时你应该再试, 直到Resource available.

综上, 对于non-blocking的socket,  正确的读写操作为:

读: 忽略掉errno = EAGAIN的错误, 下次继续读 

写: 忽略掉errno = EAGAIN的错误, 下次继续写 

对于select和epoll的LT模式, 这种读写方式是没有问题的. 但对于epoll的ET模式, 这种方式还有漏洞.

epoll的两种模式 LT 和 ET

二者的差异在于 level-trigger 模式下只要某个 socket 处于 readable/writable 状态,无论什么时候调用epoll_wait 都会返回该 socket;而 edge-trigger 模式下只有某个 socket 从 unreadable 变为 readable 或从unwritable 变为 writable 时,epoll_wait 才会返回该 socket。

从socket读数据:

往socket写数据:

所以, 在epoll的ET模式下, 正确的读写方式为:

读: 只要可读, 就一直读, 直到返回0, 或者 errno = EAGAIN

写: 只要可写, 就一直写, 直到数据发送完, 或者 errno = EAGAIN

正确的读:

n = ;
while ((nread = read(fd, buf + n, BUFSIZ-)) > ) {
n += nread;
}
if (nread == - && errno != EAGAIN) {
perror("read error");
}

正确的写:

int nwrite, data_size = strlen(buf);
n = data_size;
while (n > ) {
nwrite = write(fd, buf + data_size - n, n);
if (nwrite < n) {
if (nwrite == - && errno != EAGAIN) {
perror("write error");
}
break;
}
n -= nwrite;
}

我的理解:LT模式下,read、write不需要while循环了,即使这次系统调用没有处理完所有数据,下次调用epoll_wait时也会返回该就绪事件(上述write相关代码感觉不对)

 
读函数read  
ssize_t read(int fd,void *buf,size_t nbyte) 
read函数是负责从fd中读取内容.成功时,read返回实际所读的字节数,如果返回的值是0,表示已经读到文件的结束了.
小于0表示出现了错误.如果错误为EINTR说明读是由中断引起的, 如果是ECONNREST表示网络连接出了问题.
写函数write  
ssize_t write(int fd,const void *buf,size_t nbytes) 
write函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd.成功时返回写的字节数.失败时返回-1. 并设置errno变量. 在网络程序中,当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能.  
1)write的返回值大于0,表示写了部分或者是全部的数据.  
2)返回的值小于0,此时出现了错误.我们要根据错误类型来处理.  如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误.  
如果为EPIPE表示网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接)
 

正确的accept,accept 要考虑 2 个问题

(1) 阻塞模式 accept 存在的问题

accept每次都是从已经完成三次握手的tcp队列中取出一个连接

考虑这种情况: TCP 连接被客户端夭折,即在服务器调用 accept 之前,客户端主动发送 RST 终止连接,导致刚刚建立的连接从就绪队列中移出,如果套接字被设置成阻塞模式,服务器就会一直阻塞在 accept 调用上(即此时没有客户端连接给accept),直到其他某个客户建立一个新的连接为止(即accept接受新的连接,返回)。但是在此期间,服务器单纯地阻塞在accept 调用上,就绪队列中的其他描述符都得不到处理(我的理解:其他fd读写事件就绪但得不到处理).

解决办法是把监听套接口设置为非阻塞,当客户在服务器调用 accept 之前中止某个连接时,accept 调用可以立即返回 -1, 这时源自 Berkeley 的实现会在内核中处理该事件,并不会将该事件通知给 epoll,而其他实现把 errno 设置为 ECONNABORTED 或者 EPROTO 错误,我们应该忽略这两个错误。

(2) ET 模式下 accept 存在的问题

考虑这种情况:多个连接同时到达,服务器的 TCP 就绪队列瞬间积累多个就绪连接,由于是边缘触发模式,epoll 只会通知一次,accept 只处理一个连接,导致 TCP 就绪队列中剩下的连接都得不到处理。

解决办法是用 while 循环抱住 accept 调用,处理完 TCP 就绪队列中的所有连接后再退出循环。如何知道是否处理完就绪队列中的所有连接呢? accept  返回 -1 并且 errno 设置为 EAGAIN 就表示所有连接都处理完。

综合以上两种情况,服务器应该使用非阻塞地 accept, accept 在 ET 模式下 的正确使用方式为:

while ((conn_sock = accept(listenfd,(struct sockaddr *) &remote,
(size_t *)&addrlen)) > ) {
handle_client(conn_sock);
}
if (conn_sock == -) {
if (errno != EAGAIN && errno != ECONNABORTED
&& errno != EPROTO && errno != EINTR)
perror("accept");
}

我的总结:当epoll在ET模式下,read、write、accept操作都在while循环中执行,使得所有数据或者连接都处理完,因为ET模式下,epoll_wait只返回一次

一道腾讯后台开发的面试题

使用Linux epoll模型,水平触发模式,当socket可写时,会不停的触发 socket 可写的事件,如何处理?

第一种最普遍的方式:

需要向 socket 写数据的时候才把 socket 加入 epoll ,等待可写事件。接受到可写事件后,调用 write 或者 send 发送数据。当所有数据都写完后,把 socket 移出 epoll。

这种方式的缺点是,即使发送很少的数据,也要把 socket 加入 epoll,写完后在移出 epoll,有一定操作代价。

一种改进的方式:

开始不把 socket 加入 epoll,需要向 socket 写数据的时候,直接调用 write 或者 send 发送数据。如果返回 EAGAIN,把 socket 加入 epoll,在 epoll 的驱动下写数据,全部数据发送完毕后,再移出 epoll。

这种方式的优点是:数据不多的时候可以避免 epoll 的事件处理,提高效率。

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