對于socket，最基本的輸入輸出函數就是，read和write。它們最基本，同樣功能也是最少的。Unix中有幾個函數是read/write的變種，在基本的輸入輸出功能上，還增加了一些非常使用的功能和特性，它們是：recv/send、readv/writev和recvmsg/sendmsg。

1、socket超時的實現

一般來說，要在對socket的I/O操作實現超時，有3種方式：

·注冊SIGALRM信號的處理函數，然后調用alrm，則若對socket的I/O操作阻塞時間大于alrm注冊的時間，則在alrm時間到時會阻塞會被SIGALRM打斷。這樣做有個缺點，就是alrm的調用會影響到同一進程的其他alrm調用。某些系統中，系統調用被信號打斷后，會自動重新調用，在這種系統中可以使用setlongjmp/siglongjmp來跳出。

·使用SO_RCVTIMEO/SO_SNDTIMEO選項。注意，并不是所有的系統都支持這兩個選項。

·用select代替read/write。

前面兩種方式只對socket進行輸入/輸出有效，而最后一種除了輸入/輸出以外，還對connect有效(socket必須處于nonblocking模式下)。

2、recv/send

函數原型：

#include

ssize_t recv(int sockfd, void *buff, size_t nbytes, int flags);

ssize_t send(int sockfd, const void *buff, size_t nbytes, int flags);

Both return: number of bytes read or written if OK, –1 on error

可以看到，前3個參數和read/write是一樣的，很好理解。最后一個flag參數的值可以是一下幾個常量中的一個或多個的或：

·MSG_DONTROUTE 適用于send，表示此次發送的數據包不經過系統的路由過程，直接發送。

·MSG_DOWAIT 適用于recv/send，表示此次操作采用非阻塞方式(不一定所有的系統都支持此項)。

·MSG_OOB 適用于recv/send，表示發送或接收“out-of-band data”(只能發送1個字節的out-of-band data)。

·MSG_PEEK 適用于recv，表示此次讀取的是緩存中數據的副本。

·MSG_WAITALL 適用于recv，表示調用將直接阻塞知道指定的指定的字節數被讀出(若中途遇到EOF或出錯，則也會少于指定字節數)。

2、readv/writev

原型：#include

ssize_t readv(int filedes, const struct iovec *iov, int iovcnt);

ssize_t writev(int filedes, const struct iovec *iov, int iovcnt);

Both return: number of bytes read or written, –1 on error

這兩個函數名字和read/write只多一個字母'v'，功能更強大。readv可以將數據讀入到多個buffer中，而writev可以將多個buffer的數據輸出。iov指向一個iovec的數組，iovcnt為數組大小(linux中最大為1024)。

iovec結構如下：struct iovec {

void *iov_base; /* starting address of buffer */

size_t iov_len; /* size of buffer */

};

iov_base指向buffer的起始地址，iov_len為buffer的大小。

3、recvmsg/sendmsg

這對函數可以說是socket輸入/輸出的“萬金油”，它們可以替代之前提到過的輸入/輸出函數。原型如下：#include

ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

ssize_t sendmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

Both return: number of bytes read or written if OK, –1 on error

大部分重要的都放在msg指向的msghdr中：struct msghdr {

void *msg_name; /* protocol address */

socklen_t msg_namelen; /* size of protocol address */

struct iovec *msg_iov; /* scatter/gather array */

int msg_iovlen; /* # elements in msg_iov */

void *msg_control; /* ancillary data (cmsghdr struct) */

socklen_t msg_controllen; /* length of ancillary data */

int msg_flags; /* flags returned by recvmsg() */

};

msg_name指向相應的socket地址，msg_namelen為地址大小，這兩個成員僅在socket未連接的情況下使用(需設置IP_RECVDSTADDR)，對于已連接的socket(如TCP和已連接的UDP)，msg_name應置為NULL，msg_namelen為0。在使用recvmsg時，msg_namelen是值-結果類型。

msg_iov與msg_iovlen和readv/writev表示的意義一樣。

msg_flags僅對recvmsg有用，當recvmsg調用時，將flags賦值給msg_flags，然后內核按照msg_flags進行操作，返回時將更新(有可能)后的flags通過這個值返回；sendmsg僅使用flags。

附表，flag總結

msg_control成員很重要，下一節將詳細分析；msg_controllen為msg_control大小。

4、輔助數據

輔助數據是指msghdr中的msg_control和msg_controllen成員，它們又稱謂“控制信息”。在某些情況下，這些信息是非常有用的。

附表，輔助數據總結(直接截圖，湊活著看)

輔助數據可以包含多條信息，每條信息存放在cmsghdr的結構中：

struct cmsghdr {

socklen_t cmsg_len; /* length in bytes, including this structure */

int cmsg_level; /* originating protocol */

int cmsg_type; /* protocol-specific type */

/* followed by unsigned char cmsg_data[] */

};

注意，數據區cmsg_data是可變的，按需求分配。

在處理cmsghdr時，有5個實用的宏：#include

#include /* for ALIGN macro on many implementations */

struct cmsghdr *CMSG_FIRSTHDR(struct msghdr *mhdrptr) ;

#Returns: pointer to first cmsghdr structure or NULL if no ancillary data

struct cmsghdr *CMSG_NXTHDR(struct msghdr *mhdrptr, struct cmsghdr *cmsgptr) ;

#Returns: pointer to next cmsghdr structure or NULL if no more ancillary data objects

unsigned char *CMSG_DATA(struct cmsghdr *cmsgptr) ;

#Returns: pointer to first byte of data associated with cmsghdr structure

unsigned int CMSG_LEN(unsigned int length) ;

#Returns: value to store in cmsg_len given the amount of data

unsigned int CMSG_SPACE(unsigned int length) ;

#Returns: total size of an ancillary data object given the amount of data

圖例：

代碼片段：

struct msghdr msg;

struct cmsghdr *cmsgptr;

/* fill in msg structure */

/* call recvmsg() */

for (cmsgptr = CMSG_FIRSTHDR(&msg); cmsgptr != NULL;

cmsgptr = CMSG_NXTHDR(&msg, cmsgptr)) {

if (cmsgptr->cmsg_level == ... &&

cmsgptr->cmsg_type == ... ) {

u_char *ptr;

ptr = CMSG_DATA(cmsgptr);

/* process data pointed to by ptr */

}

}

5、如何得知當前緩沖區中有多少數據？

使用MSG_PEEK即可，這樣可以獲取緩沖區數據的副本，而不是“消耗”，副本的大小即為當前緩沖區中的數據量。需注意的是，網卡每時每刻都有可能收到數據，因此緩沖區的數據量是一直在變化的。

6、socket I/O與標準I/O

之前提到的函數(read/write、recv/send等)都是系統調用，除了系統調用之外，還可以使用標準I/O庫操作socket。標準I/O庫自帶緩沖機制，同時考慮了一些細節，這給使用者帶來一定的方便。但是，方便的同時，它帶來了新的問題，這些問題的根源就是緩沖機制！避免一些“奇怪”問題的建議就是，不要使用標準I/O庫來處理socket。(見unpv13e 14.8)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux 高级i o函数,高级I/O函数的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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