在编写网络应用程序时,Socket编程是必不可少的技能。Socket编程中应该掌握非阻塞模式和阻塞模式的区别,了解如何在Linux系统中设置Socket的阻塞模式,以及如何处理不同阻塞模式下的读写操作。
1. 阻塞模式和非阻塞模式
阻塞和非阻塞是相对概念。在Socket编程中它们是指读写Socket时程序的行为方式。在阻塞模式下,读写Socket的操作将会一直等待直到它们完成。如果Socket中没有数据可读或者写入的数据无法即刻发送,程序将会停止并一直等待直到数据准备好。在非阻塞模式下,读写操作将会立即返回并指示失败或暂时无法完成,而不是等待直到操作完成。
2. 设置阻塞模式
在Linux系统中可以使用fcntl函数来设置Socket的阻塞模式。fcntl函数提供对打开的文件描述符的控制,包括文件描述符的读写状态,文件描述符的控制标志等。
设置阻塞模式的方法如下:
“`c
int flags = fcntl(socket_fd, F_GETFL, 0);
if (flags
perror(“fcntl(F_GETFL) fled”);
exit(EXIT_FLURE);
}
flags &= ~O_NONBLOCK;
int ret = fcntl(socket_fd, F_SETFL, flags);
if (ret
perror(“fcntl(F_SETFL) fled”);
exit(EXIT_FLURE);
}
“`
这里首先获取Socket的状态标志,然后清除非阻塞标志,并将标志设置为原来的值。如果操作失败,则会打印错误信息并退出程序。
3. 读写阻塞模式
在阻塞模式下,读写操作是直接进行的。如果没有数据可读,则程序将会一直等待直到数据准备好。如果写入数据的队列已满,则程序将一直等待直到队列可用。
在非阻塞模式下,读写操作返回后可以通过errno来判断是否真正完成了操作,或者调用select函数来检查是否有数据可读或者是否可以写入数据。
在Socket编程中,除了阻塞模式和非阻塞模式之外,还有一种特殊模式称为边缘触发模式。边缘触发模式是指只有在Socket状态发生变化时才会有读写事件通知,这种模式需要配合select函数或者epoll函数使用,在具有高并发能力的网络应用程序中得到了广泛使用。
Socket编程中的阻塞问题是很常见的,需要针对不同的读写场景进行判断和处理。熟悉Socket的阻塞模式设置和读写操作对网络应用程序的性能和可靠性是非常关键的。
相关问题拓展阅读:
非阻塞IO 和阻塞IO:
在网络编程中对于一个网络句柄会遇到阻塞IO 和非阻塞IO 的概念, 这里对于这两种socket 先做一下说明:
基本概念:
阻塞IO::
socket 的阻塞模式意味着必须要做完IO 操作(包括错误)才会
返回。
非阻塞IO::
非阻塞模式下无论操作是否完成都会立刻返回,需要通过其他方
式来判断具体操作是否成功。(对于connect,accpet操作,通过select判断,
对于recv,recvfrom,send,sendto通过返回值+错误码来判断)
IO模式设置:
SOCKET
对于一个socket 是阻塞模式还是非阻塞模式的处理方法::
方法::
用fcntl 设置;用F_GETFL获取flags,用F_SETFL设置flags|O_NONBLOCK;
同时,recv,send 时使用非阻塞的方式读取和发送消息,即flags设置为MSG_DONTWAIT
实现
fcntl 函数可以将一个socket 句柄设置成非阻塞模式:
flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);//获取文件的flags值。
fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK); //设置成非阻塞模式;
flags = fcntl(sockfd,F_GETFL,0);
fcntl(sockfd,F_SETFL,flags&~O_NONBLOCK); //设置成阻塞模式;
并在接收和发送数据时:
将recv, send 函数的最后有一个flag 参数设置成MSG_DONTWAIT
recv(sockfd, buff, buff_size,MSG_DONTWAIT); //非阻塞模式的消息仔租发送
send(scokfd, buff, buff_size, MSG_DONTWAIT); //非阻塞模式的消息接受
普通文件
对于文件的阻塞模式还是非阻塞模式::
方法1、open时,使用O_NONBLOCK;
方法2、fcntl设置,使用F_SETFL,flags|O_NONBLOCK;
消息队列
对于消息队列消息的发送与接受::
//非阻塞 msgsnd(sockfd,msgbuf,msgsize(不包含类型大小),IPC_NOWAIT)
//阻塞 msgrcv(scokfd,msgbuf,msgsize(**),msgtype,IPC_NOWAIT);
读
阻塞与非阻塞读的区别: //
阻塞和非阻塞
的区别在于没有数据到达的时候是否立刻返回.
读(read/recv/msgrcv):
读的本质来说其实不能是读,在实际中, 具体的接收数据不是由这些调用来进行,是由于系统底层自动完成的。read 也好,recv 也好只负责把数据从底层缓冲copy 到我们指肢戚基定的位置.
对于读来说(read, 或者recv) ::
阻塞情况下::
在阻塞条件下,read/recv/msgrcv的行为::
、如果没有发现数据在网络缓冲中会一直等待,
、当发现有数据的时候会把数据读到用户指定的缓冲区,但是如果这个时候读到的数历谨据量比较少,比参数中指定的长度要小,read 并不会一直等待下去,而是立刻返回。
read 的原则::是数据在不超过指定的长度的时候有多少读多少,没有数据就会一直等待。
所以一般情况下::我们读取数据都需要采用循环读的方式读取数据,因为一次read 完毕不能保证读到我们需要长度的数据,
read 完一次需要判断读到的数据长度再决定是否还需要再次读取。
非阻塞情况下::
在非阻塞的情况下,read 的行为::
、如果发现没有数据就直接返回,
、如果发现有数据那么也是采用有多少读多少的进行处理.
所以::read 完一次需要判断读到的数据长度再决定是否还需要再次读取。
对于读而言:: 阻塞和非阻塞的区别在于没有数据到达的时候是否立刻返回.
recv 中有一个MSG_WAITALL 的参数::
recv(sockfd, buff, buff_size, MSG_WAITALL),
在正常情况下recv 是会等待直到读取到buff_size 长度的数据,但是这里的WAITALL 也只是尽量读全,在有中断的情况下recv 还是可能会被打断,造成没有读完指定的buff_size的长度。
所以即使是采用recv + WAITALL 参数还是要考虑是否需要循环读取的问题,在实验中对于多数情况下recv (使用了MSG_WAITALL)还是可以读完buff_size,
所以相应的性能会比直接read 进行循环读要好一些。
注意:: //使用MSG_WAITALL时,sockfd必须处于阻塞模式下,否则不起作用。
//所以MSG_WAITALL不能和MSG_NONBLOCK同时使用。
要注意的是使用MSG_WAITALL的时候,sockfd 必须是处于阻塞模式下,否则WAITALL不能起作用。
写
阻塞与非阻塞写的区别: //
写(send/write/msgsnd)::
写的本质也不是进行发送操作,而是把用户态的数据copy 到系统底层去,然后再由系统进行发送操作,send,write返回成功,只表示数据已经copy 到底层缓冲,而不表示数据已经发出,更不能表示对方端口已经接收到数据.
对于write(或者send)而言,
阻塞情况下:: //阻塞情况下,write会将数据发送完。(不过可能被中断)
在阻塞的情况下,是会一直等待,直到write 完,全部的数据再返回.这点行为上与读操作有所不同。
原因::
读,究其原因主要是读数据的时候我们并不知道对端到底有没有数据,数据是在什么时候结束发送的,如果一直等待就可能会造成死循环,所以并没有去进行这方面的处理;
写,而对于write, 由于需要写的长度是已知的,所以可以一直再写,直到写完.不过问题是write 是可能被打断吗,造成write 一次只write 一部分数据, 所以write 的过程还是需要考虑循环write, 只不过多数情况下一次write 调用就可能成功.
非阻塞写的情况下:: //
非阻塞写的情况下,是采用可以写多少就写多少的策略.与读不一样的地方在于,有多少读多少是由网络发送的那一端是否有数据传输到为标准,但是对于可以写多少是由本地的网络堵塞情况为标准的,在网络阻塞严重的时候,
网络层
没有足够的内存来进行写操作,这时候就会出现写不成功的情况,阻塞情况下会尽可能(有可能被中断)等待到数据全部发送完毕, 对于非阻塞的情况就是一次写多少算多少,没有中断的情况下也还是会出现write 到一部分的情况.
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本文题目:LinuxSocket阻塞模式设置(linuxsocket设置为阻塞模式)
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