IO模式設定網路程式設計常見問題總結—IO模式設定，阻塞與非阻塞

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非阻塞IO 和阻塞IO：

       在網路程式設計中對於一個網路控制程式碼會遇到阻塞IO 和非阻塞IO 的概念, 這裡對於這兩種socket 先做一下說明：
       基本概念：

              阻塞IO::

                     socket 的阻塞模式意味著必須要做完IO 操作（包括錯誤）才會

                     返回。

              非阻塞IO::

                     非阻塞模式下無論操作是否完成都會立刻返回，需要通過其他方

                     式來判斷具體操作是否成功。(對於connect，accpet操作，通過select判斷，

                      對於recv，recvfrom，send，sendto通過返回值+錯誤碼來判斷)

IO模式設定：

                                                        SOCKET
       對於一個socket 是阻塞模式還是非阻塞模式的處理方法::

       方法：：

               用fcntl 設定;用F_GETFL獲取flags,用F_SETFL設定flags|O_NONBLOCK;

               同時，recv,send 時使用非阻塞的方式讀取和傳送訊息，即flags設定為MSG_DONTWAIT

                                                         實現

 fcntl 函式可以將一個socket 控制程式碼設定成非阻塞模式:
      flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);                       //獲取檔案的flags值。

      fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);   //設定成非阻塞模式；

      flags  = fcntl(sockfd,F_GETFL,0);

      fcntl(sockfd,F_SETFL,flags&~O_NONBLOCK);    //設定成阻塞模式；

      並在接收和傳送資料時:

     將recv, send 函式的最後有一個flag 引數設定成MSG_DONTWAIT

     recv(sockfd, buff, buff_size,MSG_DONTWAIT);     //非阻塞模式的訊息傳送

     send(scokfd, buff, buff_size, MSG_DONTWAIT);   //非阻塞模式的訊息接受

 

                                                          普通檔案

        對於檔案的阻塞模式還是非阻塞模式::

        方法1、open時，使用O_NONBLOCK；

        方法2、fcntl設定，使用F_SETFL，flags|O_NONBLOCK；

                                  

 

                                              訊息佇列

        對於訊息佇列訊息的傳送與接受::

        //非阻塞  msgsnd(sockfd,msgbuf,msgsize(不包含型別大小),IPC_NOWAIT)

        //阻塞     msgrcv(scokfd,msgbuf,msgsize(**),msgtype,IPC_NOWAIT);

 

                                                              

 

                                                                  讀                

阻塞與非阻塞讀的區別:  //阻塞和非阻塞的區別在於沒有資料到達的時候是否立刻返回．

讀(read/recv/msgrcv):

       讀的本質來說其實不能是讀,在實際中, 具體的接收資料不是由這些呼叫來進行,是由於系統底層自動完成的。read 也好,recv 也好只負責把資料從底層緩衝copy 到我們指定的位置.

       對於讀來說(read, 或者recv) ::

阻塞情況下::

       在阻塞條件下，read/recv/msgrcv的行為::

       1、如果沒有發現資料在網路緩衝中會一直等待，

       2、當發現有資料的時候會把資料讀到使用者指定的緩衝區，但是如果這個時候讀到的資料量比較少，比引數中指定的長度要小，read 並不會一直等待下去，而是立刻返回。

       read 的原則::是資料在不超過指定的長度的時候有多少讀多少，沒有資料就會一直等待。

       所以一般情況下::我們讀取資料都需要採用迴圈讀的方式讀取資料，因為一次read 完畢不能保證讀到我們需要長度的資料，

       read 完一次需要判斷讀到的資料長度再決定是否還需要再次讀取。

非阻塞情況下::

       在非阻塞的情況下，read 的行為::

       1、如果發現沒有資料就直接返回，

       2、如果發現有資料那麼也是採用有多少讀多少的進行處理．

             所以::read 完一次需要判斷讀到的資料長度再決定是否還需要再次讀取。

 

對於讀而言::   阻塞和非阻塞的區別在於沒有資料到達的時候是否立刻返回．
       recv 中有一個MSG_WAITALL 的引數::

       recv(sockfd, buff, buff_size, MSG_WAITALL),
       在正常情況下recv 是會等待直到讀取到buff_size 長度的資料，但是這裡的WAITALL 也只是儘量讀全，在有中斷的情況下recv 還是可能會被打斷，造成沒有讀完指定的buff_size的長度。

       所以即使是採用recv + WAITALL 引數還是要考慮是否需要迴圈讀取的問題，在實驗中對於多數情況下recv (使用了MSG_WAITALL)還是可以讀完buff_size，

       所以相應的效能會比直接read 進行迴圈讀要好一些。

 

注意::      //使用MSG_WAITALL時，sockfd必須處於阻塞模式下，否則不起作用。

               //所以MSG_WAITALL不能和MSG_NONBLOCK同時使用。

       要注意的是使用MSG_WAITALL的時候，sockfd 必須是處於阻塞模式下，否則WAITALL不能起作用。

 

 

                                                                         寫 

 

 

阻塞與非阻塞寫的區別:     //
寫(send/write/msgsnd)::

       寫的本質也不是進行傳送操作,而是把使用者態的資料copy 到系統底層去,然後再由系統進行傳送操作,send，write返回成功，只表示資料已經copy 到底層緩衝,而不表示資料已經發出,更不能表示對方埠已經接收到資料.
       對於write(或者send)而言，

阻塞情況下::                 //阻塞情況下，write會將資料傳送完。(不過可能被中斷)

       在阻塞的情況下，是會一直等待，直到write 完，全部的資料再返回．這點行為上與讀操作有所不同。

        原因::

              讀，究其原因主要是讀資料的時候我們並不知道對端到底有沒有資料，資料是在什麼時候結束髮送的，如果一直等待就可能會造成死迴圈，所以並沒有去進行這方面的處理；

              寫，而對於write, 由於需要寫的長度是已知的，所以可以一直再寫，直到寫完．不過問題是write 是可能被打斷嗎，造成write 一次只write 一部分資料, 所以write 的過程還是需要考慮迴圈write, 只不過多數情況下一次write 呼叫就可能成功.

 

非阻塞寫的情況下::     //

       非阻塞寫的情況下，是採用可以寫多少就寫多少的策略．與讀不一樣的地方在於，有多少讀多少是由網路傳送的那一端是否有資料傳輸到為標準，但是對於可以寫多少是由本地的網路堵塞情況為標準的，在網路阻塞嚴重的時候，網路層沒有足夠的記憶體來進行寫操作，這時候就會出現寫不成功的情況，阻塞情況下會盡可能(有可能被中斷)等待到資料全部傳送完畢， 對於非阻塞的情況就是一次寫多少算多少,沒有中斷的情況下也還是會出現write 到一部分的情況.