socket缓冲区和阻塞模式

2019年08月06日 14:01 | 169次浏览

socket缓冲区

每个 socket 被创建后,都会分配两个缓冲区,输入缓冲区和输出缓冲区。


write()/send() 并不立即向网络中传输数据,而是先将数据写入缓冲区中,再由TCP协议将数据从缓冲区发送到目标机器。一旦将数据写入到缓冲区,函数就可以成功返回,不管它们有没有到达目标机器,也不管它们何时被发送到网络,这些都是TCP协议负责的事情。


TCP协议独立于 write()/send() 函数,数据有可能刚被写入缓冲区就发送到网络,也可能在缓冲区中不断积压,多次写入的数据被一次性发送到网络,这取决于当时的网络情况、当前线程是否空闲等诸多因素,不由程序员控制。


read()/recv() 函数也是如此,也从输入缓冲区中读取数据,而不是直接从网络中读取。

这些I/O缓冲区特性可整理如下:

● I/O缓冲区在每个TCP套接字中单独存在;

● I/O缓冲区在创建套接字时自动生成;

● 即使关闭套接字也会继续传送输出缓冲区中遗留的数据;

● 关闭套接字将丢失输入缓冲区中的数据。


输入输出缓冲区的默认大小一般都是 8K,可以通过 getsockopt() 函数获取:

unsigned optVal;
int optLen = sizeof(int);
getsockopt(servSock, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, (char*)&optVal, &optLen);
printf("Buffer length: %d\n", optVal);

运行结果:

Buffer length: 8192

这里仅给出示例,后面会详细讲解。


阻塞模式

对于TCP套接字(默认情况下),当使用 write()/send() 发送数据时

1) 首先会检查缓冲区,如果缓冲区的可用空间长度小于要发送的数据,那么 write()/send() 会被阻塞(暂停执行),直到缓冲区中的数据被发送到目标机器,腾出足够的空间,才唤醒 write()/send() 函数继续写入数据。


2) 如果TCP协议正在向网络发送数据,那么输出缓冲区会被锁定,不允许写入,write()/send() 也会被阻塞,直到数据发送完毕缓冲区解锁,write()/send() 才会被唤醒。


3) 如果要写入的数据大于缓冲区的最大长度,那么将分批写入。


4) 直到所有数据被写入缓冲区 write()/send() 才能返回。


当使用 read()/recv() 读取数据时:

1) 首先会检查缓冲区,如果缓冲区中有数据,那么就读取,否则函数会被阻塞,直到网络上有数据到来。


2) 如果要读取的数据长度小于缓冲区中的数据长度,那么就不能一次性将缓冲区中的所有数据读出,剩余数据将不断积压,直到有 read()/recv() 函数再次读取。


3) 直到读取到数据后 read()/recv() 函数才会返回,否则就一直被阻塞。


这就是TCP套接字的阻塞模式。所谓阻塞,就是上一步动作没有完成,下一步动作将暂停,直到上一步动作完成后才能继续,以保持同步性。

TCP套接字默认情况下是阻塞模式,也是最常用的。当然你也可以更改为非阻塞模式,后续我们会讲解。



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