參考鏈接：IO多路複用之epoll總結
參考鏈接：套接字的阻塞與非阻塞
Linux環境：C編程之網絡通信進階操作
套接字選項
套接字選項詳細規定了套接字的屬性，影響socket的各項操作。我們可以通過setsockopt函 數和getsockopt函數愉快的設定和獲取socket的屬性。
首先來看一下setsockopt函數：
setsockopt函數
- 作用：設定socket的屬性，注意不是修改，setsockopt操作應該在bind之前
- 原型：
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen); - 參數：
- sockfd：要設置的socket的文件描述符
- level：指定了套接字選項所適用的協議，比如IPPROTO_TCP、IPPROTO_IP 和 IPPROTO_IPV6分別代表了tcp、ip和ipv6協議，通常情況下爲SOL_SOCKET，表示作用於套接字API層。
- optname：需設置的socket選項
- optval：指向緩衝區的指針，用來指定要設置的值，根據選項不同指向整數或者結構體
- opilen：表明緩衝區的長度、
- 返回值：成功返回0，失敗返回-1
getsockopt函數
- 作用：獲取socket的屬性
- 原型：
int getsockopt(int sockfd, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen); - 參數：
- sockfd：要獲取選項的socket的文件描述符
- level：指定了套接字選項所適用的協議，比如IPPROTO_TCP、IPPROTO_IP 和 IPPROTO_IPV6分別代表了tcp、ip和ipv6協議，通常情況下爲SOL_SOCKET，表示作用於套接字API層。
- optname：需獲取的socket選項
- optval：傳出參數，指向緩衝區的指針，用來存儲要獲取的選項，根據選項不同指向整數或者結構體
- opilen：傳出參數，返回緩衝區的長度、
- 返回值：成功返回0，失敗返回-1
套接字API層常用的socket屬性
| 名稱 | 選項 | 數值類型 |
|---|---|---|
| SO_BROADCAST | 允許發送廣播數據 | int |
| SO_DEBUG | 允許調試 | int |
| SO_DONTROUTE | 不查找路由 | int |
| SO_ERROR | 獲得套接字錯誤 | int |
| SO_KEEPALIVE | 保持連接 | int |
| SO_LINGER | 延遲關閉連接 | struct linger |
| SO_OOBINLINE | 帶外數據放入正常數據流 | int |
| SO_RCVBUF | 接收緩衝區大小 | int |
| SO_SNDBUF | 發送緩衝區大小 | int |
| SO_RCVLOWAT | 接收緩衝區下限 | int |
| SO_SNDLOWAT | 發送緩衝區下限 | int |
| SO_RCVTIMEO | 接收超時 | struct timeval |
| SO_SNDTIMEO | 發送超時 | struct timeval |
| SO_REUSEADDR | 允許重用本地地址和端口 | int |
| SO_TYPE | 獲得套接字類型 | int |
| SO_BSDCOMPAT | 與 BSD 系統兼容 | int |
epoll 多路複用模型
epoll多路複用模型是linux中特有的，相比之前學過的select，參見linux環境：C編程文件操作，epoll更加靈活，性能也更出色，支持水平觸發和邊緣觸發兩種觸發模式。
接口函數
epoll模型由三個函數組成：
int epoll_create(int size);//創建一個epoll實例
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);//添加監控的套接字
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);//返回I/O就緒的套接字
函數原理：
- epoll_creat函數創建epoll實例，返回對應的文件描述符。size參數指定文件的初始大小，即要監控的套接字的個數，沒有太大意義，因爲epoll實例可以根據需要修改添加監控對象。
- epoll_ctl事件註冊函數，它不同與select()是在監聽事件時告訴內核要監聽什麼類型的事件，而是在這裏先註冊要監聽的事件類型。
- 第一個參數是epoll_create()的返回值，
- 第二個參數表示動作，用三個宏來表示：
EPOLL_CTL_ADD：註冊新的fd到epfd中；
EPOLL_CTL_MOD：修改已經註冊的fd的監聽事件；
EPOLL_CTL_DEL：從epfd中刪除一個fd； - 第三個參數是需要監聽的fd
- 第四個參數是告訴內核需要監聽什麼事，
struct epoll_event結構如下
events可以是以下幾個宏的集合：//聯合體，事件觸發時返回的信息，一般填對應的文件描述符，來表示該事件由誰觸發 typedef union epoll_data { void *ptr; int fd; __uint32_t u32; __uint64_t u64; } epoll_data_t; struct epoll_event { __uint32_t events; //觸發事件 epoll_data_t data; };
EPOLLIN ：表示對應的文件描述符可以讀（包括對端SOCKET正常關閉）；
EPOLLOUT：表示對應的文件描述符可以寫；
EPOLLPRI：表示對應的文件描述符有緊急的數據可讀（這裏應該表示有帶外數據到來）；
EPOLLERR：表示對應的文件描述符發生錯誤；
EPOLLHUP：表示對應的文件描述符被掛斷；
EPOLLET： 將EPOLL設爲邊緣觸發(Edge Triggered)模式，這是相對於水平觸發(Level Triggered)來說的。
EPOLLONESHOT：只監聽一次事件，當監聽完這次事件之後，如果還需要繼續監聽這個socket的話，需要再次把這個socket加入到EPOLL隊列裏 - epoll_wait函數返回就緒的套接字列表，第一個參數是epoll實例，第二個參數是返回的結構體數組，每個元素對應一個套接字的信息，第三個列表是該結構體數組的容量， 值不能大於epoll實例中就緒列表的最大長度，第四個參數是監視計時器（毫秒，0會立即返回，-1將不確定，也有說法說是永久阻塞）。該函數返回需要處理的事件數目，如返回0表示已超時。
觸發模式
LT模式：工作邏輯和select一致，只要緩衝區中存在沒有讀寫的數據就一直觸發。
ET模式：僅當緩衝區狀態發生變化的時候才獲得通知。這裏的狀態的變化並不包括緩衝區中還有未處理的數據，也就是說，如果要採用ET模式，需要一直read/write直到出錯爲止，否則未讀寫的數據就會丟失。
套接字的阻塞和非阻塞模式
套接字的默認狀態是阻塞狀態，即在進行bind，read，write，send，recv，connect，accept等操作時，如果沒有輸入，則會阻塞進程。
設置非阻塞套接字
可以通過設置文件描述符的標誌位來把套接字設置爲非阻塞模式。
用到以下函數：
int fcntl(int fd, int cmd);
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);
fcntl函數可以獲取或者設置文件的標誌位，fd是文件描述符，cmd是命令，如果有第三個參數則是命令的參數。
通過以下代碼可以設置非阻塞套接字
//獲取當前文件的文件描述標誌位
int status=fcntl(fd,F_GETFL);
//將該標誌位或上非阻塞標誌
status=status|O_NONBLOCK;
//重新設置文件的標誌位
fcntl(fd,F_SETFL,status);
阻塞和非阻塞的區別
套接字調用可分爲四種
-
輸入操作，包括read，readv，recv，recvfrom，recvmsg。
阻塞：
-
TCP：如果接收緩衝區沒有數據讀，則阻塞，直到數據到達。
-
UDP：如果接收緩衝區沒有數據讀，則阻塞，直到UDP數據報到達。
非阻塞：
- 如果輸入操作不能被滿足（對於TCP套接字即至少有一個字節的數據可讀，對於UDP套接字即有一個完整的數據報可讀），相應調用將立即返回EWOULDBLOCK。
-
-
輸出操作，包括write，writev，send，sendto，sendmsg
阻塞：- TCP：如果發送緩衝區沒有空間，則阻塞。有一些空間時，則返回不足計數
非阻塞：
- TCP：如果發送緩衝區沒有空間，會立即返回一個EWOULDBLOCK錯誤。如
果有一些空間，返回值將是內核能夠複製到該緩衝區中的字節數。 - UDP：沒有發送緩衝區，不會因與TCP套接字一樣的原因而阻塞，不過有可能會因其他原因而阻塞。
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接收外來連接，即用於accept函數
- 阻塞：阻塞在accept，直到有新的連接
- 非阻塞：沒有新的連接來時，accept調用將立即返回一個EWOULDBLOCK
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發起外出連接，即用於TCP的connect函數。
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阻塞：connect函數一直要等到客戶收到對於自己的SYN的ACK爲止才返回。所以TCP的每一個connect總會阻塞其調用的進程至少一個到服務器的RTT時間。
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非阻塞：調用connect，並連接不能立即建立，那麼連接的建立能照樣發起，不過會返回一個EINPROGRESS錯誤。這個錯誤不同於上述三個情形，但客戶端和服務端在同一主機，這些連接會立即建立。所以也要預備connect成功返回的情況。
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