c++ 网络编程（五） LINUX下 socket编程 多种I/O函数 -以及readv和writev函数用法

原文作者：aircraft

原文链接：https://www.cnblogs.com/DOMLX/p/9614056.html

一.多种I/O函数

前言：之前我们讲的数据传输一般Linux上用write和read，Windows上用send和recv。其实Linux上也可以用send和recv，它与write和read主要区别是它的最后一个参数可以附带一些扩展功能。

Linux中的send和recv

• 基础

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t nbytes, int flags);
成功返回发送的字节数，失败返回-1
参数：
sockfd:套接字文件描述符
buf:保存传输数据的缓冲地址值
nbytes:传输的字节数
flags:扩展信息

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t nbytes, int flags);
成功返回接收的字节数(收到EOF返回0)，失败返回-1
参数：
sockfd:套接字文件描述符
buf:保存接收数据的缓冲地址值
nbytes:可接收的最大字节数
flags:扩展信息

这两个函数主要讲的就是最后一个参数flags的扩展信息，以前我们都是没有使用它直接传的0，这些扩展信息可选项可以利用位或运算(|)同时传递多个信息。可选项如下：

MSG_OOB:传输紧急消息(Out-of-band data)
MSG_PEEK:验证输入缓冲中是否存在接收的数据
MSG_DONTROUTE:在本地网络中寻找目的地
MSG_DONTWAIT:非阻塞I/O
MSG_WAITALL:防止函数返回，直到接收全部请求的字节数

#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> 
", argv[0]);
        exit(1);
    }

    //Linux上的信号处理(事件驱动),Windows可以用select函数模拟
    act.sa_handler = urg_handler; //回调函数
    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);

    //将引发信号事件的句柄recv_sock改为getpid()生成的ID，防止多进程中子进程也响应这个事件
    fcntl(recv_sock, F_SETOWN, getpid());
    state = sigaction(SIGURG, &act, 0); //注册信号事件

    //一般消息接收
    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;
}

//紧急消息接收
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 
", buf);
}

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

客户端代码

#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> 
", 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");

    //发送紧急消息,Lunix上是信号处理(事件驱动)，Windows上可以select函数模拟
    write(sock, "123", strlen("123"));
    send(sock, "4", strlen("4"), MSG_OOB);
    sleep(2); //os上紧急消息同时发送，下一条会替换上一条，同一时间只能保存一条(可能是一个变量保存的，不是缓冲数组)
    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('
', stderr);
    exit(1);
}

注意了这里虽然调用了紧急发送参数 MSG_OOB但是实际上数据并不会提前，发送顺序也不会改变，MSG_OOB的真正意义在于督促数据对象尽快的处理数据

大概是这样对他说的“嘿哥们，我快要凉凉了，你能不能快点，不然我们只能下辈子见了====”。QAQ。。hhhhhhh

二.readv和writev函数用法

• 基础
  这两个函数有助于提高数据通信效率，它们能对数据进行整合传输及发送，适当使用这2个函数可以减少I/O函数的调用次数。

  ssize_t writev(int filedes, const struct iovec *iov, int iovcnt);
  成功返回发送的字节数，失败返回-1
  参数：
  filedes:套接字文件描述符，但该函数并不只限于套接字，它和>一般文件操作函数一样可以向其传递文件或标准输出描述符
  iov:iovec结构体数组的地址值(多个缓冲区数据整合一并发送)
  iovcnt:第二个参数iov数组的长度

  struct iovec
  {
  void *iov_base; //缓冲地址
  size_t iov_len; //缓冲大小
  }
  注释：readv正好相反，这里就不再讲了。

writev使用(多个缓冲数据一次发送)的代码示例：

#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是系统标准输出文件描述符
    puts("");
    printf("Write bytes: %d 
", str_len);

    return 0;
}

readv使用(一次数据放到多个缓冲中存储)的代码示例：

#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;

    //把数据放到多个缓冲中储存
    str_len = readv(0, vec, 2);  //2是从标准输入接收数据
    printf("Read bytes: %d 
", str_len);
    printf("First message: %s 
", buf1);
    printf("Second message: %s 
", buf2);

    return 0;
}

 最后说一句啦。本网络编程入门系列博客是连载学习的，有兴趣的可以看我博客其他篇。。。。c++ 网络编程课设入门超详细教程 ---目录

参考博客：https://blog.csdn.net/u010223072/article/details/48261887

参考书籍《TCP/IP网络编程-尹圣雨》

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