高级I/O函数(2)-splice函数

splice函数:

    功能描述:用于在两个文件描述符之间移动数据,也是零拷贝操作。函数定义如下:

#include <fcntl.h>
  ssize_t splice(int fd_in,loff_t* off_t,int fd_out,loff_t* off_out,size_t len,unsigned int flags);

参数描述:

    fd_in:待输入数据的文件描述符.

    off_t:如果fd_in是一个管道文件描述符,那么off_t参数必须是NULL,表示从数据流的当前偏移位置读入;如果fd_in不是一个管道文件描述符(例如socket)，则它将指出具体的偏移位置.

    len:指定移动数据的长度.

    flags:则控制数据如何移动，它可以被设置为下表中值的按位异或.

          表  splice的flags参数的常用取值及其含义

常用值	含义
SPLICE_F_MOVE	如果合适的话，按整页内存移动数据.
SPLICE_F_NONBLOCK	非阻塞的splice操作,但实际效果还是会受文件描述符本身的阻塞状态的影响.
SPLICE_F_MORE	给内核一个提示:后续的splice调用将读取更多的数据
SPLICE_F_GIFT	对splice没有效果.

 注意:

    使用splice函数时，fd_in和fd_out必须至少有一个管道文件描述符.调用成功后返回移动字节的数量.它可能返回0,这发生从管道中读取数据时而该管道没有被写入任何数据.错误返回-1并设置errno.

 例子:利用splice函数来实现一个零拷贝的回射服务器模型。

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc,const char* argv[]){
      if(argc!=2){
          printf("usage:%s ip_address port_number
",argv[0]);
          return -1;
      }'
      
      const char* ip=argv[1];
      int port=atoi(argv[2]);
      
      int ret;
      struct sockaddr_in address;
      bzero(&address,sizeof(address));
      address.sin_family=AF_INET;
      inet_pton(AF_INET,ip,&address.sin_addr);
      address.sin_port=htons(port);
      
      int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
      assert(sockfd!=-1);
      
      ret=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&address,sizeof(address));
      assert(ret!=-1);
      
      ret=listen(sockfd,5);
      assert(ret!=-1);
      
      while(1){
          struct sockaddr_in peer;
          bzero(&peer,sizeof(peer));
          socklen_t len=sizeof(peer);
          
          int connfd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&peer,len);
          if(connfd<0){
              printf("errno is:%d
",errno);
              break;
          }
          else{
              int pipefd[2];
              ret=pipe(pipefd);
              assert(ret!=-1);
              
              /*将connfd上流入的客户端数据定向到管道中*/
              ret=splice(connfd,NULL,pipefd[1],NULL,32768,SPLICE_F_MORE|
                                          SPLICE_F_MOVE);
              assert(ret!=-1);
              /*将管道中的数据定向到connfd的客户端文件描述符上*/
              splice(pipefd[0],NULL,connfd,NULL,32768,SPLICE_F_MORE|
                                          SPLICE_F_MOVE);
              assert(ret!=-1);
           }          
      }
      
      close(connfd);
      close(sockfd);
      return 0;
}

我们通过splice函数将从客户端的内容读入到pipefd[1]中,然后再使用splice函数从pipefd[0]中读出该内容到客户端。从而实现了简单高效的回射服务。整个过程为执行recv/send操作,因此未涉及用户空间和内核空间之间的数据拷贝。