socket中read与recv等函数的区别

本文详细介绍了套接字通信中的recv和send函数及其控制参数,recvfrom和sendto函数的应用场景,recvmsg和sendmsg函数的功能及参数说明,以及如何正确关闭套接字。

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1 recv和send 
recv和send函数提供了和read和write差不多的功能.不过他们提供了第四个参数来控制读写操作. 
int recv(int sockfd,void *buf,int len,int flags) 
int send(int sockfd,void *buf,int len,int flags) 
前面的三个参数和read,write相同,第四个参数能是0或是以下的组合 
_______________________________________________________________ 
| MSG_DONTROUTE | 不查找路由表 | 
| MSG_OOB | 接受或发送带外数据 | 
| MSG_PEEK | 查看数据,并不从系统缓冲区移走数据 | 
| MSG_WAITALL | 等待所有数据 | 
|————————————————————–|
MSG_DONTROUTE:是send函数使用的标志.这个标志告诉IP协议.目的主机在本地网络上面,没有必要查找路由表.这个标志一般用网络诊断和路由程式里面. 
MSG_OOB:表示能接收和发送带外的数据.关于带外数据我们以后会解释的. 
MSG_PEEK:是recv函数的使用标志,表示只是从系统缓冲区中读取内容,而不清晰系统缓冲区的内容.这样下次读的时候,仍然是相同的内容.一般在有多个进程读写数据时能使用这个标志. 
MSG_WAITALL是recv函数的使用标志,表示等到所有的信息到达时才返回.使用这个标志的时候recv回一直阻塞,直到指定的条件满足,或是发生了错误. 1)当读到了指定的字节时,函数正常返回.返回值等于len 2)当读到了文件的结尾时,函数正常返回.返回值小于len 3)当操作发生错误时,返回-1,且设置错误为相应的错误号(errno) 
如果flags为0,则和read,write相同的操作.更有其他的几个选项,不过我们实际上用的非常少,能查看 Linux Programmer’s Manual得到周详解释. 
2 recvfrom和sendto 

这两个函数一般用在非套接字的网络程式当中(UDP)。

recvfrom():接收一个数据报并保存源地址。

int PASCAL FARrecvfrom( SOCKET s, char FAR* buf, int len, int flags, struct sockaddrFAR* from, int FAR* fromlen);
 
 s:标识一个已连接套接口的描述字。
  buf:接收数据缓冲区。
  len:缓冲区长度。
  flags:调用操作方式。
  from:(可选)指针,指向装有源地址的缓冲区。
  fromlen:(可选)指针,指向from缓冲区长度值

本函数由于从(已连接)套接口上接收数据,并捕获数据发送源的地址。
 
    对于SOCK_STREAM类型的套接口,最多可接收缓冲区大小个数据。如果套接口被设置为线内接收带外数据(选项为SO_OOBINLINE),且有带外数据未读入,则返回带外数据。应用程序可通过调用ioctlsocket()的SOCATMARK命令来确定是否有带外数据待读入。对于SOCK_STREAM类型套接口,忽略from和fromlen参数。
    对于数据报类套接口,队列中第一个数据报中的数据被解包,但最多不超过缓冲区的大小。如果数据报大于缓冲区,那么缓冲区中只有数据报的前面部分,其他的数据都丢失了,并且recvfrom()函数返回WSAEMSGSIZE错误。
    若from非零,且套接口为SOCK_DGRAM类型,则发送数据源的地址被复制到相应的sockaddr结构中。fromlen所指向的值初始化时为这个结构的大小,当调用返回时按实际地址所占的空间进行修改。
    如果没有数据待读,那么除非是非阻塞模式,不然的话套接口将一直等待数据的到来,此时将返回SOCKET_ERROR错误,错误代码是WSAEWOULDBLOCK。用select()或WSAAsynSelect()可以获知何时数据到达。
    如果套接口为SOCK_STREAM类型,并且远端“优雅”地中止了连接,那么recvfrom()一个数据也不读取,立即返回。如果立即被强制中止,那么recv()将以WSAECONNRESET错误失败返回。
    在套接口的所设选项之上,还可用标志位flag来影响函数的执行方式。也就是说,本函数的语义既取决于套接口选项,也取决于标志位参数。标志位可取下列值:
        MSG_PEEK查看当前数据。数据将被复制到缓冲区中,但并不从输入队列中删除。
        MSG_OOB处理带外数据。

返回值:

    若无错误发生,recvfrom()返回读入的字节数。如果连接已中止,返回0。否则的话,返回SOCKET_ERROR错误,应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。
错误代码:

 WSANOTINITIALISED:在使用此API之前应首先成功地调用WSAStartup()。
  WSAENETDOWN:WINDOWS套接口实现检测到网络子系统失效。
  WSAEFAULT:fromlen参数非法;from缓冲区大小无法装入端地址。
  WSAEINTR:阻塞进程被WSACancelBlockingCall()取消。
  WSAEINPROGRESS:一个阻塞的WINDOWS套接口调用正在运行中。
  WSAEINVAL:套接口未用bind()进行捆绑。
  WSAENOTCONN:套接口未连接(仅适用于SOCK_STREAM类型)。
  WSAENOTSOCK:描述字不是一个套接口。
  WSAEOPNOTSUPP:指定了MSG_OOB,但套接口不是SOCK_STREAM类型的。
  WSAESHUTDOWN:套接口已被关闭。当一个套接口以0或2的how参数调用shutdown()关闭后,无法再用recv()接收数据。
  WSAEWOULDBLOCK:套接口标识为非阻塞模式,但接收操作会产生阻塞。
  WSAEMSGSIZE:数据报太大无法全部装入缓冲区,故被剪切。
  WSAECONNABORTED:由于超时或其他原因,虚电路失效。
  WSAECONNRESET:远端强制中止了虚电路。

sendto():向一指定目的地发送数据。
 
int PASCAL FARsendto( SOCKET s, const char FAR* buf, int len, int flags, const structsockaddr FAR* to, int tolen);
  s:一个标识套接口的描述字。
  buf:包含待发送数据的缓冲区。
  len:buf缓冲区中数据的长度。
  flags:调用方式标志位。
  to:(可选)指针,指向目的套接口的地址。
  tolen:to所指地址的长度。
 
 sendto()适用于已连接的数据报或流式套接口发送数据。对于数据报类套接口,必需注意发送数据长度不应超过通讯子网的IP包最大长度。IP包最大长度在WSAStartup()调用返回的WSAData的iMaxUdpDg元素中。如果数据太长无法自动通过下层协议,则返回WSAEMSGSIZE错误,数据不会被发送。
  请注意成功地完成sendto()调用并不意味着数据传送到达。
  sendto()函数主要用于SOCK_DGRAM类型套接口向to参数指定端的套接口发送数据报。对于SOCK_STREAM类型套接口,to和tolen参数被忽略;这种情况下sendto()等价于send()。
  为了发送广播数据(仅适用于SOCK_DGRAM),in参数所含地址应该把特定的IP地址INADDR_BROADCAST(winsock.h中有定义)和终端地址结合起来构造。通常建议一个广播数据报的大小不要大到以致产生碎片,也就是说数据报的数据部分(包括头)不超过512字节。
  如果传送系统的缓冲区空间不够保存需传送的数据,除非套接口处于非阻塞I/O方式,否则sendto()将阻塞。对于非阻塞SOCK_STREAM类型的套接口,实际写的数据数目可能在1到所需大小之间,其值取决于本地和远端主机的缓冲区大小。可用select()调用来确定何时能够进一步发送数据。
  在相关套接口的选项之上,还可通过标志位flag来影响函数的执行方式。也就是说,本函数的语义既取决于套接口的选项也取决于标志位。后者由以下一些值组成:

值      意义
MSG_DONTROUTE   指明数据不选径。一个WINDOWS套接口供应商可以忽略此标志;参见2.4节中关于SO_DONTROUTE的讨论。
MSG_OOB     发送带外数据(仅适用于SO_STREAM)。  

返回值:
  若无错误发生,send()返回所发送数据的总数(请注意这个数字可能小于len中所规定的大小)。否则的话,返回SOCKET_ERROR错误,应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。

3 recvmsg和sendmsg 
recvmsg和sendmsg能实现前面所有的读写函数的功能. 
int recvmsg(int sockfd,struct msghdr *msg,int flags) 
int sendmsg(int sockfd,struct msghdr *msg,int flags) 
struct msghdr 

void *msg_name; 
int msg_namelen; 
struct iovec *msg_iov; 
int msg_iovlen; 
void *msg_control; 
int msg_controllen; 
int msg_flags; 

struct iovec 

void *iov_base; /* 缓冲区开始的地址 */ 
size_t iov_len; /* 缓冲区的长度 */ 

msg_name和 msg_namelen当套接字是非面向连接时(UDP),他们存储接收和发送方的地址信息.msg_name实际上是个指向struct sockaddr的指针,msg_name是结构的长度.当套接字是面向连接时,这两个值应设为NULL. msg_iov和msg_iovlen指出接受和发送的缓冲区内容.msg_iov是个结构指针,msg_iovlen指出这个结构数组的大小. msg_control和msg_controllen这两个变量是用来接收和发送控制数据时的 msg_flags指定接受和发送的操作选项.和recv,send的选项相同 
4 套接字的关闭 
关闭套接字有两个函数close和shutdown.用close时和我们关闭文件相同. 
5 shutdown 
int shutdown(int sockfd,int howto) 
TCP连接是双向的(是可读写的),当我们使用close时,会把读写通道都关闭,有时侯我们希望只关闭一个方向,这个时候我们能使用shutdown.针对不同的howto,系统回采取不同的关闭方式. 
howto=0这个时候系统会关闭读通道.不过能继续往接字描述符写. 
howto=1关闭写通道,和上面相反,着时候就只能读了. 
howto=2关闭读写通道,和close相同 在多进程程式里面,如果有几个子进程共享一个套接字时,如果我们使用shutdown, 那么所有的子进程都不能够操作了,这个时候我们只能够使用close来关闭子进程的套接字描述符.

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