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1)输入操作,包括read,readv,recv,recvfrom,recvmsg。对于非阻塞的套接字,如果输入操作不能被满足(对于TCP套接字即至少有一个字节的数据可读,对于UDP套接字即有一个完整的数据报可读),相应调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。
2)输出操作,包括write、writev、send、sendto和sendmsg。对于一个非阻塞的TCP套接字,如果其发送缓冲区中根本没有空间,输出函数调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。如果其发送缓冲区中有一些空间,返回值将是内核能够复制到该缓冲区中的字节数。
3)接受外来连接,即accept函数。如果对于一个非阻塞的套接字调用accept函数,并且尚无新的连接到达,accept调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。
4)发起外来连接,即用于tcp的connect函数。对于一个非阻塞的tcp套接字调用connect,并且连接不能立即建立,那么连接的建立能照样发起,不过会返回一个EINPROGRESS错误。且,有些连接可以立即建立,通常发生在服务器和客户处于同一个主机
以下代码来自unix网络编程卷1
使用非阻塞式I/O版本,防止进程在可做任何有效工作期间发生阻塞
非阻塞式I/O的加入,使得程序对缓冲区的管理明显复杂化
以下程序维护两个缓冲区:to容纳从标准输入到服务器去的数据,fr容纳自服务器到标准输出的数据。
/* include nonb1 */#include "unp.h"voidstr_cli(FILE *fp, int sockfd){ int maxfdp1, val, stdineof; ssize_t n, nwritten; fd_set rset, wset; char to[MAXLINE], fr[MAXLINE]; char *toiptr, *tooptr, *friptr, *froptr; val = Fcntl(sockfd, F_GETFL, 0); Fcntl(sockfd, F_SETFL, val | O_NONBLOCK); val = Fcntl(STDIN_FILENO, F_GETFL, 0); Fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, val | O_NONBLOCK); val = Fcntl(STDOUT_FILENO, F_GETFL, 0); Fcntl(STDOUT_FILENO, F_SETFL, val | O_NONBLOCK); toiptr = tooptr = to; /* initialize buffer pointers */ friptr = froptr = fr; stdineof = 0; maxfdp1 = max(max(STDIN_FILENO, STDOUT_FILENO), sockfd) + 1; for ( ; ; ) { FD_ZERO(&rset); FD_ZERO(&wset); if (stdineof == 0 && toiptr < &to[MAXLINE]) FD_SET(STDIN_FILENO, &rset); /* read from stdin */ if (friptr < &fr[MAXLINE]) FD_SET(sockfd, &rset); /* read from socket */ if (tooptr != toiptr) FD_SET(sockfd, &wset); /* data to write to socket */ if (froptr != friptr) FD_SET(STDOUT_FILENO, &wset); /* data to write to stdout */ Select(maxfdp1, &rset, &wset, NULL, NULL);/* end nonb1 *//* include nonb2 */ if (FD_ISSET(STDIN_FILENO, &rset)) { if ( (n = read(STDIN_FILENO, toiptr, &to[MAXLINE] - toiptr)) < 0) { if (errno != EWOULDBLOCK) err_sys("read error on stdin"); } else if (n == 0) {#ifdef VOL2 fprintf(stderr, "%s: EOF on stdin\n", gf_time());#endif stdineof = 1; /* all done with stdin */ if (tooptr == toiptr) Shutdown(sockfd, SHUT_WR);/* send FIN */ } else {#ifdef VOL2 fprintf(stderr, "%s: read %d bytes from stdin\n", gf_time(), n);#endif toiptr += n; /* # just read */ FD_SET(sockfd, &wset); /* try and write to socket below */ } } if (FD_ISSET(sockfd, &rset)) { if ( (n = read(sockfd, friptr, &fr[MAXLINE] - friptr)) < 0) { if (errno != EWOULDBLOCK) err_sys("read error on socket"); } else if (n == 0) {#ifdef VOL2 fprintf(stderr, "%s: EOF on socket\n", gf_time());#endif if (stdineof) return; /* normal termination */ else err_quit("str_cli: server terminated prematurely"); } else {#ifdef VOL2 fprintf(stderr, "%s: read %d bytes from socket\n", gf_time(), n);#endif friptr += n; /* # just read */ FD_SET(STDOUT_FILENO, &wset); /* try and write below */ } }/* end nonb2 *//* include nonb3 */ if (FD_ISSET(STDOUT_FILENO, &wset) && ( (n = friptr - froptr) > 0)) { if ( (nwritten = write(STDOUT_FILENO, froptr, n)) < 0) { if (errno != EWOULDBLOCK) err_sys("write error to stdout"); } else {#ifdef VOL2 fprintf(stderr, "%s: wrote %d bytes to stdout\n", gf_time(), nwritten);#endif froptr += nwritten; /* # just written */ if (froptr == friptr) froptr = friptr = fr; /* back to beginning of buffer */ } } if (FD_ISSET(sockfd, &wset) && ( (n = toiptr - tooptr) > 0)) { if ( (nwritten = write(sockfd, tooptr, n)) < 0) { if (errno != EWOULDBLOCK) err_sys("write error to socket"); } else {#ifdef VOL2 fprintf(stderr, "%s: wrote %d bytes to socket\n", gf_time(), nwritten);#endif tooptr += nwritten; /* # just written */ if (tooptr == toiptr) { toiptr = tooptr = to; /* back to beginning of buffer */ if (stdineof) Shutdown(sockfd, SHUT_WR); /* send FIN */ } } } }}/* end nonb3 */
str_cli的较简单版本(把应用程序任务划分到多个进程或多个线程) #include "unp.h"voidstr_cli(FILE *fp, int sockfd){ pid_t pid; char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE]; if ( (pid = Fork()) == 0) { /* child: server -> stdout */ while (Readline(sockfd, recvline, MAXLINE) > 0) Fputs(recvline, stdout); kill(getppid(), SIGTERM); /* in case parent still running */ exit(0); } /* parent: stdin -> server */ while (Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) Writen(sockfd, sendline, strlen(sendline)); Shutdown(sockfd, SHUT_WR); /* EOF on stdin, send FIN */ pause(); return;}我们首先要明确几点:
以下来自unix网络编程卷1的测试结果
测试环境:从一个solaris客户机向RTT为175毫秒的一个服务器主机复制2000行文本
非阻塞式I/O版本 | 6.9秒 |
线程化版本 | 8.5秒 |
fork版本 | 8.7秒 |
select加阻塞式I/O版本 | 12.3秒 |
停等版本 | 354.0秒 |
非阻塞connect的三个用途:
怎么使用connect:
先将套接字描述符设置为非阻塞,然后按照常规网络编程,直到调用connect时,connect将立即返回一个EINPROGRESS错误(ps: 已经发起的三路握手继续执行)。我们
接着使用I/O复用(比如 select)检测这个连接或成功或失败的已建立条件
需要注意的处理细节
注:以下代码来自unix网络编程卷1
1.非阻塞connect:
#include "unp.h"intconnect_nonb(int sockfd, const SA *saptr, socklen_t salen, int nsec){ int flags, n, error; socklen_t len; fd_set rset, wset; struct timeval tval; flags = Fcntl(sockfd, F_GETFL, 0); Fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK); error = 0; if ( (n = connect(sockfd, saptr, salen)) < 0) if (errno != EINPROGRESS) return(-1); /* Do whatever we want while the connect is taking place. */ if (n == 0) goto done; /* connect completed immediately */ FD_ZERO(&rset); FD_SET(sockfd, &rset); wset = rset; tval.tv_sec = nsec; tval.tv_usec = 0; if ( (n = Select(sockfd+1, &rset, &wset, NULL, nsec ? &tval : NULL)) == 0) { close(sockfd); /* timeout */ errno = ETIMEDOUT; return(-1); } if (FD_ISSET(sockfd, &rset) || FD_ISSET(sockfd, &wset)) { len = sizeof(error); if (getsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &error, &len) < 0) return(-1); /* Solaris pending error */ } else err_quit("select error: sockfd not set");done: Fcntl(sockfd, F_SETFL, flags); /* restore file status flags */ if (error) { close(sockfd); /* just in case */ errno = error; return(-1); } return(0);}
如何判断非阻塞connect调用后,连接是否成功建立:
以上具体参见unix网络编程卷1
1.当使用select获悉某个监听套接字上何时有已完成连接准备被accept时,总是把这个监听套接字设置为非阻塞
2.在后续的accept调用中忽略以下错误:EWOULDBLOCK(源自bk,客户终止连接时),ECONNABORTED(POSIX实现,客户终止连接时,EPROTO(SVR4实现,客户中止连接时)和EINTR(如果有信号被捕获)