c++ 網絡編程（五） LINUX下 socket編程多種I/O函數 -以及readv和writev函數用法

時間 2019-11-09

標籤 c++ 網絡編程 linux socket 多種函數以及 readv writev 用法欄目 C&C++ 简体版

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一.多種I/O函數python

前言：以前咱們講的數據傳輸通常Linux上用write和read，Windows上用send和recv。其實Linux上也能夠用send和recv，它與write和read主要區別是它的最後一個參數能夠附帶一些擴展功能。linux

Linux中的send和recv

基礎

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t nbytes, int flags);
成功返回發送的字節數，失敗返回-1
參數：
sockfd:套接字文件描述符
buf:保存傳輸數據的緩衝地址值
nbytes:傳輸的字節數
flags:擴展信息c++

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t nbytes, int flags);
成功返回接收的字節數(收到EOF返回0)，失敗返回-1
參數：
sockfd:套接字文件描述符
buf:保存接收數據的緩衝地址值
nbytes:可接收的最大字節數
flags:擴展信息編程

這兩個函數主要講的就是最後一個參數flags的擴展信息，之前咱們都是沒有使用它直接傳的0，這些擴展信息可選項能夠利用位或運算(|)同時傳遞多個信息。可選項以下：後端

MSG_OOB:傳輸緊急消息(Out-of-band data)
MSG_PEEK:驗證輸入緩衝中是否存在接收的數據
MSG_DONTROUTE:在本地網絡中尋找目的地
MSG_DONTWAIT:非阻塞I/O
MSG_WAITALL:防止函數返回，直到接收所有請求的字節數數組

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>

#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message);
void urg_handler(int signo);

int acpt_sock;
int recv_sock;

int main(int argc, const char * argv[]) {
    struct sockaddr_in recv_adr, serv_adr;
    int str_len, state;
    socklen_t serv_adr_sz;
    struct sigaction act;
    char buf[BUF_SIZE];
    if (argc != 2) {
        printf("Usage: %s <port> \n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    //Linux上的信號處理(事件驅動),Windows能夠用select函數模擬
    act.sa_handler = urg_handler; //回調函數
    sigemptyset(&act.sa_mask); //初始化0
    act.sa_flags = 0;

    acpt_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    memset(&recv_adr, 0, sizeof(recv_adr));
    recv_adr.sin_family = AF_INET;
    recv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    recv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

    if(bind(acpt_sock, (struct sockaddr *) &recv_adr, sizeof(recv_adr)) == -1)
        error_handling("bind() error");
    if(listen(acpt_sock, 5) == -1)
        error_handling("listen() error");

    serv_adr_sz = sizeof(serv_adr);
    recv_sock = accept(acpt_sock, (struct sockaddr *)&serv_adr, &serv_adr_sz);

    //將引起信號事件的句柄recv_sock改成getpid()生成的ID，防止多進程中子進程也響應這個事件
    fcntl(recv_sock, F_SETOWN, getpid());
    state = sigaction(SIGURG, &act, 0); //註冊信號事件

    //通常消息接收
    while ((str_len = recv(recv_sock, buf, sizeof(buf), 0)) != 0)
    {
        if (str_len == -1)
            continue;
        buf[str_len] = 0;
        puts(buf);

    }

    close(recv_sock);
    close(acpt_sock);
    return 0;
}

//緊急消息接收
void urg_handler(int signo)
{
    int str_len;
    char buf[BUF_SIZE];
    str_len = recv(recv_sock, buf, sizeof(buf) - 1, MSG_OOB);
    buf[str_len] = 0;
    printf("Urgent message : %s \n", buf);
}

void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

客戶端代碼網絡

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message);

int main(int argc, const char * argv[]) {
    int sock;
    struct sockaddr_in recv_adr;

    if(argc != 3)
    {
        printf("Usage: %s <IP> <port> \n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock == -1)
        error_handling("socket() error");
    memset(&recv_adr, 0, sizeof(recv_adr));
    recv_adr.sin_family = AF_INET;
    recv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    recv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

    if (connect(sock, (struct sockaddr *) &recv_adr, sizeof(recv_adr)) == -1)
        error_handling("connect() error");

    //發送緊急消息,Lunix上是信號處理(事件驅動)，Windows上能夠select函數模擬
    write(sock, "123", strlen("123"));
    send(sock, "4", strlen("4"), MSG_OOB);
    sleep(2); //os上緊急消息同時發送，下一條會替換上一條，同一時間只能保存一條(多是一個變量保存的，不是緩衝數組)
    write(sock, "567", strlen("567"));
    send(sock, "890", strlen("890"), MSG_OOB);

    close(sock);
    return 0;
}

void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

注意了這裏雖然調用了緊急發送參數 MSG_OOB可是實際上數據並不會提早，發送順序也不會改變，MSG_OOB的真正意義在於督促數據對象儘快的處理數據併發

大概是這樣對他說的「嘿哥們，我快要涼涼了，你能不能快點，否則咱們只能下輩子見了====」。QAQ。。hhhhhhh

二.readv和writev函數用法

基礎
這兩個函數有助於提升數據通訊效率，它們能對數據進行整合傳輸及發送，適當使用這2個函數能夠減小I/O函數的調用次數。

ssize_t writev(int filedes, const struct iovec *iov, int iovcnt);
成功返回發送的字節數，失敗返回-1
參數：
filedes:套接字文件描述符，但該函數並不僅限於套接字，它和>通常文件操做函數同樣能夠向其傳遞文件或標準輸出描述符
iov:iovec結構體數組的地址值(多個緩衝區數據整合一併發送)
iovcnt:第二個參數iov數組的長度

struct iovec
{
void *iov_base; //緩衝地址
size_t iov_len; //緩衝大小
}
註釋：readv正好相反，這裏就再也不講了。

writev使用(多個緩衝數據一次發送)的代碼示例：

#include <stdio.h>
#include <sys/uio.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    struct iovec vec[2];
    char buf1[] = "ABCDEFG";
    char buf2[] = "1234567";
    int str_len;
    vec[0].iov_base = buf1;
    vec[0].iov_len = 3;
    vec[1].iov_base = buf2;
    vec[1].iov_len = 4;

    str_len = writev(1, vec, 2); //1是系統標準輸出文件描述符
    puts("");
    printf("Write bytes: %d \n", str_len);

    return 0;
}

readv使用(一次數據放到多個緩衝中存儲)的代碼示例：

#include <stdio.h>
#include <sys/uio.h>
#define BUF_SIZE 100

int main(int argc, const char * argv[]) {
    struct iovec vec[2];
    char buf1[BUF_SIZE] = {};
    char buf2[BUF_SIZE] = {};
    int str_len;

    vec[0].iov_base = buf1;
    vec[0].iov_len = 5;
    vec[1].iov_base = buf2;
    vec[1].iov_len = BUF_SIZE;

    //把數據放到多個緩衝中儲存
    str_len = readv(0, vec, 2);  //2是從標準輸入接收數據
    printf("Read bytes: %d \n", str_len);
    printf("First message: %s \n", buf1);
    printf("Second message: %s \n", buf2);

    return 0;
}