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。
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:1024x8=8192
unsigned optVal; int optLen = sizeof(int); getsockopt(servSock, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, (char*)&optVal, &optLen); printf("Buffer length: %d\n", optVal);socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 每个TCP Socket在内核中都有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区, TCP的全双工工作模式以及TCP的滑动窗口就是依赖这两个独立的buffer以及buffer的填充状态。
应用程序调用write()或send()时,仅仅是把应用程序buffer中的数据copy到socket的发送缓冲区中(write()或send()返回时,data并不一定已经发送到对端了),在适当的时机,内核会把socket发送缓冲区的数据发送到接收方的socket接受缓冲区
接收方的应用程序调用read()或receve()时,仅仅是从接收方的socket接受缓冲区中把数据copy到应用程序的buffer中。如果应用程序一直没有调用read()读取的话,此数据会一直缓存在相应的socket的接收缓冲区。
如果发送端特别快的时候,缓冲区很快就被填满(socket默认的是1024×8=8192字节),这时候我们应该根据情况设置缓冲区的大小,可以通过setsockopt函数实现。通过getsockopt函数查看缓冲区的大小。
getsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &rcv_size, &optlen); setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF, (char *)&rcv_size, optlen);
UDP的接收缓冲区: 每个UDP Socket都有一个接收缓冲区,没有发送缓冲区。有数据就直接发送,不管对方是否能够正确接收,也不管对端接收缓冲区是否已经满了。 UDP是没有流量控制的;快的发送者可以很容易地就淹没慢的接收者,导致接收方的UDP丢弃数据报
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。