socket編程-阻塞和非阻塞

轉自：https://www.cnblogs.com/sunziying/p/6501045.html

• 創建鏈接

　　阻塞方式下，connect首先發送SYN請求道服務器，當客戶端收到服務器返回的SYN的確認時，則connect返回.不然的話一直阻塞.
　　非阻塞方式，connect將啓用TCP協議的三次握手，可是connect函數並不等待鏈接創建好才返回，而是當即返回。返回的錯誤碼爲EINPROGRESS,表示正在進行某種過程. 

• 接收鏈接

　　對於阻塞方式的傾聽socket,accept在鏈接隊列中沒有創建好的鏈接時將阻塞，直到有可用的鏈接，才返回。
　　非阻塞傾聽socket,在有沒有鏈接時都當即返回，沒有鏈接時，返回的錯誤碼爲EWOULDBLOCK,表示原本應該阻塞。

• 無阻塞的設置方法

　　　方法一:fcntl      //文件控制函數

int flag;
if (flag = fcntl(fd, F_GETFL, 0) <0) 
    perror("get flag");
flag |= O_NONBLOCK;
if (fcntl(fd, F_SETFL, flag) < 0)
    perror("set flag");

　　　方法二:ioctl       //設備控制接口函數

int b_on = 1;
ioctl (fd, FIONBIO, &b_on); 

• 讀操做

　　對於阻塞的socket，當socket的接收緩衝區中沒有數據時，read調用會一直阻塞住，直到有數據到來才返回。當socket緩衝區中的數據量小於指望讀取的數據量時，返回實際讀取的字節數。當sockt的接收緩衝區中的數據大於指望讀取的字節數時，讀取指望讀取的字節數，返回實際讀取的長度。
　　對於非阻塞socket而言，socket的接收緩衝區中有沒有數據，read調用都會馬上返回。接收緩衝區中有數據時，與阻塞socket有數據的狀況是同樣的，若是接收緩衝區中沒有數據，則返回錯誤號爲EWOULDBLOCK，表示該操做原本應該阻塞的，可是因爲本socket爲非阻塞的socket，所以馬上返回，遇到這樣的狀況，能夠在下次接着去嘗試讀取。若是返回值是其它負值，則代表讀取錯誤。

所以，非阻塞的read調用通常這樣寫:

if ((nread = read(sock_fd, buffer, len)) < 0)
{
   if (errno == EWOULDBLOCK)
   {
       return 0;              //表示沒有讀到數據
    }
   else return -1; //表示讀取失敗
}
else return nread;讀到數據長度

•  寫操做

　　而對於阻塞Socket而言，若是發送緩衝區沒有空間或者空間不足的話，write操做會直接阻塞住，若是有足夠空間，則拷貝全部數據到發送緩衝區，而後返回.

　　對於寫操做write,原理是相似的，非阻塞socket在發送緩衝區沒有空間時會直接返回錯誤號EWOULDBLOCK,表示沒有空間可寫數據，若是錯誤號是別的值，則代表發送失敗。若是發送緩衝區中有足夠空間或者是不足以拷貝全部待發送數據的空間的話，則拷貝前面N個可以容納的數據，返回實際拷貝的字節數。
非阻塞的write操做通常寫法是:

int write_pos = 0;
int nLeft = nLen;

while (nLeft > 0)
{
 int nWrite = 0;
 if ((nWrite = write(sock_fd, data + write_pos, nLeft)) <= 0)
 {
  if (errno == EWOULDBLOCK)
   {
     nWrite = 0;
    }else return -1; //表示寫失敗
 }
 nLeft -= nWrite;
 write_pos += nWrite;
}
return nLen;

ERROR IN PROGRESS 

ERROR WOULD BLOCK

•  Linux fcntl函數詳解

功能描述：根據【文件描述詞】來操做文件的特性。
頭文件：
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

函數原型：          
int fcntl(int fd, int cmd);
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);         
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);

描述：
 fcntl()針對(文件)描述符提供控制.參數fd是被參數cmd操做(以下面的描述)的描述符. 針對cmd的值,fcntl可以接受第三個參數（arg）

fcntl函數有5種功能：
　　　　 1.複製一個現有的描述符（cmd=F_DUPFD）.
　　       2.得到／設置文件描述符標記(cmd=F_GETFD或F_SETFD).
            3.得到／設置文件狀態標記(cmd=F_GETFL或F_SETFL).
            4.得到／設置異步I/O全部權(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN).
            5.得到／設置記錄鎖(cmd=F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW).

cmd 選項：
F_DUPFD：返回一個以下描述的(文件)描述符:                           
　　　　（1）最小的大於或等於arg的一個可用的描述符                         
　　　　（2）與原始操做符同樣的某對象的引用              
　　　　（3）若是對象是文件(file)的話,返回一個新的描述符,這個描述符與arg共享相同的偏移量(offset)                    
　　　　（4）相同的訪問模式(讀,寫或讀/寫)                          
　　　　（5）相同的文件狀態標誌(如:兩個文件描述符共享相同的狀態標誌)                            
　　　　（6）與新的文件描述符結合在一塊兒的close-on-exec標誌被設置成交叉式訪問execve(2)的系統調用                     
F_GETFD：取得與文件描述符fd聯合close-on-exec標誌,相似FD_CLOEXEC.若是返回值和FD_CLOEXEC進行與運算結果是0的話,文件保持交叉式訪問exec(),　　　　　　     不然若是經過exec運行的話,文件將被關閉(arg被忽略)                  
F_SETFD：設置close-on-exec旗標。該旗標以參數arg的FD_CLOEXEC位決定。                   
F_GETFL：取得fd的文件狀態標誌,如同下面的描述同樣(arg被忽略)                    
F_SETFL：設置給arg描述符狀態標誌,能夠更改的幾個標誌是：O_APPEND， O_NONBLOCK，O_SYNC和O_ASYNC。
F_GETOWN：取得當前正在接收SIGIO或者SIGURG信號的進程id或進程組id,進程組id返回成負值(arg被忽略)                    
F_SETOWN：設置將接收SIGIO和SIGURG信號的進程id或進程組id,進程組id經過提供負值的arg來講明,不然,arg將被認爲是進程id 

F_GETFL和F_SETFL的標誌以下面的描述:            
O_NONBLOCK：非阻塞I/O;若是read(2)調用沒有可讀取的數據,或者若是write(2)操做將阻塞,read或write調用返回-1和EAGAIN錯誤               　　　　   O_APPEND     ：強制每次寫(write)操做都添加在文件大的末尾,至關於open(2)的O_APPEND標誌         
O_DIRECT      ：最小化或去掉reading和writing的緩存影響.系統將企圖避免緩存你的讀或寫的數據.
                        若是不可以避免緩存,那麼它將最小化已經被緩存了的數 據形成的影響.若是這個標誌用的不夠好,將大大的下降性能                      
O_ASYNC       ：當I/O可用的時候,容許SIGIO信號發送到進程組,例如:當有數據能夠讀的時候

注意：      在修改文件描述符標誌或文件狀態標誌時必須謹慎，先要取得如今的標誌值，而後按照但願修改它，最後設置新標誌值。不能只是執行F_SETFD或F_SETFL命令，這樣會關閉之前設置的標誌位。

fcntl的返回值：  與命令有關。若是出錯，全部命令都返回－1，若是成功則返回某個其餘值。下列三個命令有特定返回值：F_DUPFD,F_GETFD,F_GETFL以及F_GETOWN。第一個返回新的文件描述符，第二個返回相應標誌，最後一個返回一個正的進程ID或負的進程組ID。