【Networking】网络编程常见问题汇总

[百度分享]网络编程常见问题总结 串讲(一)
网络编程常见问题总结  
  在网络程序中遇到的一些问题进行了总结, 这里主要针对的是我们常用的TCP socket相关的总结， 可能会存在错误， 有任何问题欢迎大家提出.  
  对于网络编程的更多详细说明建议参考下面的书籍  
《UNIX网络编程》 《TCP/IP 详解》 《Unix环境高级编程》  
  非阻塞IO和阻塞IO： 
  在网络编程中对于一个网络句柄会遇到阻塞IO和非阻塞IO的概念, 这里对于这两种socket先做一下说明  
  基本概念：socket的阻塞模式意味着必须要做完IO操作（包括错误）才会返回。 非阻塞模式下无论操作是否完成都会立刻返回，需要通过其他方式来判断具体操作是否成功。  
  设置：
  一般对于一个socket是阻塞模式还是非阻塞模式有两种方式 fcntl设置和recv,send系列的参数.  
  fcntl函数可以将一个socket句柄设置成非阻塞模式:  
  flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0); fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK); 设置之后每次的对于sockfd的操作都是非阻塞的  
  recv, send函数的最后有一个flag参数可以设置成MSG_DONTWAIT临时将sockfd设置为非阻塞模式,而无论原有是阻塞还是非阻塞。 recv(sockfd, buff, buff_size, MSG_DONTWAIT); send(scokfd, buff, buff_size, MSG_DONTWAIT);  
  区别: 
  读:  
  读本质来说其实不能是读,在实际中, 具体的接收数据不是由这些调用来进行,是由于系统底层自动完成的,read也好,recv也好只负责把数据从底层缓冲copy到我们指定的位置. 对于读来说(read, 或者 recv) ，在阻塞条件下如果没有发现数据在网络缓冲中会一直等待，当发现有数据的时候会把数据读到用户指定的缓冲区，但是如果这个时候读到的数据量比较少，比参数中指定的长度要小，read并不会一直等待下去，而是立刻返回。read的原则是数据在不超过指定的长度的时候有多少读多少，没有数据就会一直等待。所以一般情况下我们读取数据都需要采用循环读的方式读取数据，一次read完毕不能保证读到我们需要长度的数据，read完一次需要判断读到的数据长度再决定是否还需要再次读取。在非阻塞的情况下，read的行为是如果发现没有数据就直接返回，如果发现有数据那么也是采用有多少读多少的进行处理．对于读而言，阻塞和非阻塞的区别在于没有数据到达的时候是否立刻返回．  
  recv中有一个MSG_WAITALL的参数　recv(sockfd, buff, buff_size, MSG_WAITALL), 在正常情况下　recv是会等待直到读取到buff_size长度的数据，但是这里的WAITALL也只是尽量读全，在有中断的情况下recv还是可能会被打断，造成没有读完指定的buff_size的长度。所以即使是采用recv + WAITALL参数还是要考虑是否需要循环读取的问题，在实验中对于多数情况下recv还是可以读完buff_size，所以相应的性能会比直接read进行循环读要好一些。不过要注意的是这个时候的sockfd必须是处于阻塞模式下，否则WAITALL不能起作用。  
  写:  
  写的本质也不是进行发送操作,而是把用户态的数据copy到系统底层去,然后再由系统进行发送操作,返回成功只表示数据已经copy到底层缓冲,而不表示数据以及发出,更不能表示对端已经接收到数据.  
对于write(或者send)而言，在阻塞的情况是会一直等待直到write完全部的数据再返回．这点行为上与读操作有所不同，究其原因主要是读数据的时候我们并不知道对端到底有没有数据，数据是在什么时候结束发送的，如果一直等待就可能会造成死循环，所以并没有去进行这方面的处理；而对于write, 由于需要写的长度是已知的，所以可以一直再写，直到写完．不过问题是write是可能被打断造成write一次只write一部分数据, 所以write的过程还是需要考虑循环write, 只不过多数情况下一次write调用就可能成功.  
  非阻塞写的情况下，是采用可以写多少就写多少的策略．与读不一样的地方在于，有多少读多少是由网络发送的那一端是否有数据传输到为标准，但是对于可以写多少是由本地的网络堵塞情况为标准的，在网络阻塞严重的时候，网络层没有足够的内存来进行写操作，这时候就会出现写不成功的情况，阻塞情况下会尽可能(有可能被中断)等待到数据全部发送完毕，　对于非阻塞的情况就是一次写多少算多少,没有中断的情况下也还是会出现write到一部分的情况.

参考资料：

http://bbs.51cto.com/viewthread.php?tid=723850&page=