IO模式設定網絡程式設計常見問題總結—IO模式設定，阻塞與非阻塞的比較，recv參數對性能的影響—O_NONBLOCK(open使用)、IPC_NOWAIT(msgrcv)、MSG_DONTWAIT(re

轉載: http://blog.csdn.net/houlaizhe221/article/details/6580775

非阻塞IO 和阻塞IO：

       在網絡程式設計中對于一個網絡句柄會遇到阻塞IO 和非阻塞IO 的概念, 這裡對于這兩種socket 先做一下說明：

       基本概念：

              阻塞IO::

                     socket 的阻塞模式意味着必須要做完IO 操作（包括錯誤）才會

                     傳回。

              非阻塞IO::

                     非阻塞模式下無論操作是否完成都會立刻傳回，需要通過其他方

                     式來判斷具體操作是否成功。

IO模式設定：

                                               SOCKET

       對于一個socket 是阻塞模式還是非阻塞模式有兩種方式來處理::

       方法1、fcntl 設定;用F_GETFL擷取flags,用F_SETFL設定flags|O_NONBLOCK;

       方法2、recv,send 系列的參數。(讀取，發送時，臨時将sockfd或filefd設定為非阻塞)

                                            方法一的實作

 fcntl 函數可以将一個socket 句柄設定成非阻塞模式: 

      flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);                       //擷取檔案的flags值。

      fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);   //設定成非阻塞模式；

      flags  = fcntl(sockfd,F_GETFL,0);

      fcntl(sockfd,F_SETFL,flags&~O_NONBLOCK);    //設定成阻塞模式；

      設定之後每次的對于sockfd 的操作都是非阻塞的。

                                           方法二的實作

    recv, send 函數的最後有一個flag 參數可以設定成MSG_DONTWAIT

             臨時将sockfd 設定為非阻塞模式,而無論原有是阻塞還是非阻塞。

    recv(sockfd, buff, buff_size,MSG_DONTWAIT);     //非阻塞模式的消息發送

    send(scokfd, buff, buff_size, MSG_DONTWAIT);   //非阻塞模式的消息接受

                                                    普通檔案

        對于檔案的阻塞模式還是非阻塞模式::

        方法1、open時，使用O_NONBLOCK；

        方法2、fcntl設定，使用F_SETFL，flags|O_NONBLOCK；

                                              消息隊列

        對于消息隊列消息的發送與接受::

        //非阻塞  msgsnd(sockfd,msgbuf,msgsize(不包含類型大小),IPC_NOWAIT)

        //阻塞     msgrcv(scokfd,msgbuf,msgsize(**),msgtype,IPC_NOWAIT);

                                                                  讀                

阻塞與非阻塞讀的差別:  //阻塞和非阻塞的差別在于沒有資料到達的時候是否立刻傳回．

讀(read/recv/msgrcv):

       讀的本質來說其實不能是讀,在實際中, 具體的接收資料不是由這些調用來進行,是由于系統底層自動完成的。read 也好,recv 也好隻負責把資料從底層緩沖copy 到我們指定的位置.

       對于讀來說(read, 或者recv) ::

阻塞情況下::

       在阻塞條件下，read/recv/msgrcv的行為::

       1、如果沒有發現資料在網絡緩沖中會一直等待，

       2、當發現有資料的時候會把資料讀到使用者指定的緩沖區，但是如果這個時候讀到的資料量比較少，比參數中指定的長度要小，read 并不會一直等待下去，而是立刻傳回。

       read 的原則::是資料在不超過指定的長度的時候有多少讀多少，沒有資料就會一直等待。

       是以一般情況下::我們讀取資料都需要采用循環讀的方式讀取資料，因為一次read 完畢不能保證讀到我們需要長度的資料，

       read 完一次需要判斷讀到的資料長度再決定是否還需要再次讀取。

非阻塞情況下::

       在非阻塞的情況下，read 的行為::

       1、如果發現沒有資料就直接傳回，

       2、如果發現有資料那麼也是采用有多少讀多少的進行處理．

             是以::read 完一次需要判斷讀到的資料長度再決定是否還需要再次讀取。

對于讀而言::   阻塞和非阻塞的差別在于沒有資料到達的時候是否立刻傳回．

       recv 中有一個MSG_WAITALL 的參數::

       recv(sockfd, buff, buff_size, MSG_WAITALL),

       在正常情況下recv 是會等待直到讀取到buff_size 長度的資料，但是這裡的WAITALL 也隻是盡量讀全，在有中斷的情況下recv 還是可能會被打斷，造成沒有讀完指定的buff_size的長度。

       是以即使是采用recv + WAITALL 參數還是要考慮是否需要循環讀取的問題，在實驗中對于多數情況下recv (使用了MSG_WAITALL)還是可以讀完buff_size，

       是以相應的性能會比直接read 進行循環讀要好一些。

注意::      //使用MSG_WAITALL時，sockfd必須處于阻塞模式下，否則不起作用。

               //是以MSG_WAITALL不能和MSG_NONBLOCK同時使用。

       要注意的是使用MSG_WAITALL的時候，sockfd 必須是處于阻塞模式下，否則WAITALL不能起作用。

                                                                         寫 

阻塞與非阻塞寫的差別:     //

寫(send/write/msgsnd)::

       寫的本質也不是進行發送操作,而是把使用者态的資料copy 到系統底層去,然後再由系統進行發送操作,send，write傳回成功，隻表示資料已經copy 到底層緩沖,而不表示資料已經發出,更不能表示對方端口已經接收到資料.

       對于write(或者send)而言，

阻塞情況下::                 //阻塞情況下，write會将資料發送完。(不過可能被中斷)

       在阻塞的情況下，是會一直等待，直到write 完，全部的資料再傳回．這點行為上與讀操作有所不同。

        原因::

              讀，究其原因主要是讀資料的時候我們并不知道對端到底有沒有資料，資料是在什麼時候結束發送的，如果一直等待就可能會造成死循環，是以并沒有去進行這方面的處理；

              寫，而對于write, 由于需要寫的長度是已知的，是以可以一直再寫，直到寫完．不過問題是write 是可能被打斷嗎，造成write 一次隻write 一部分資料, 是以write 的過程還是需要考慮循環write, 隻不過多數情況下一次write 調用就可能成功.

非阻塞寫的情況下::     //

       非阻塞寫的情況下，是采用可以寫多少就寫多少的政策．與讀不一樣的地方在于，有多少讀多少是由網絡發送的那一端是否有資料傳輸到為标準，但是對于可以寫多少是由本地的網絡堵塞情況為标準的，在網絡阻塞嚴重的時候，網絡層沒有足夠的記憶體來進行寫操作，這時候就會出現寫不成功的情況，阻塞情況下會盡可能(有可能被中斷)等待到資料全部發送完畢， 對于非阻塞的情況就是一次寫多少算多少,沒有中斷的情況下也還是會出現write 到一部分的情況.

非阻塞IO 和阻塞IO：

       在網絡程式設計中對于一個網絡句柄會遇到阻塞IO 和非阻塞IO 的概念, 這裡對于這兩種socket 先做一下說明：

       基本概念：

              阻塞IO::

                     socket 的阻塞模式意味着必須要做完IO 操作（包括錯誤）才會

                     傳回。

              非阻塞IO::

                     非阻塞模式下無論操作是否完成都會立刻傳回，需要通過其他方

                     式來判斷具體操作是否成功。

IO模式設定：

                                               SOCKET

       對于一個socket 是阻塞模式還是非阻塞模式有兩種方式來處理::

       方法1、fcntl 設定;用F_GETFL擷取flags,用F_SETFL設定flags|O_NONBLOCK;

       方法2、recv,send 系列的參數。(讀取，發送時，臨時将sockfd或filefd設定為非阻塞)

                                            方法一的實作

 fcntl 函數可以将一個socket 句柄設定成非阻塞模式: 

      flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);                       //擷取檔案的flags值。

      fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);   //設定成非阻塞模式；

      flags  = fcntl(sockfd,F_GETFL,0);

      fcntl(sockfd,F_SETFL,flags&~O_NONBLOCK);    //設定成阻塞模式；

      設定之後每次的對于sockfd 的操作都是非阻塞的。

                                           方法二的實作

    recv, send 函數的最後有一個flag 參數可以設定成MSG_DONTWAIT

             臨時将sockfd 設定為非阻塞模式,而無論原有是阻塞還是非阻塞。

    recv(sockfd, buff, buff_size,MSG_DONTWAIT);     //非阻塞模式的消息發送

    send(scokfd, buff, buff_size, MSG_DONTWAIT);   //非阻塞模式的消息接受

                                                    普通檔案

        對于檔案的阻塞模式還是非阻塞模式::

        方法1、open時，使用O_NONBLOCK；

        方法2、fcntl設定，使用F_SETFL，flags|O_NONBLOCK；

                                              消息隊列

        對于消息隊列消息的發送與接受::

        //非阻塞  msgsnd(sockfd,msgbuf,msgsize(不包含類型大小),IPC_NOWAIT)

        //阻塞     msgrcv(scokfd,msgbuf,msgsize(**),msgtype,IPC_NOWAIT);

                                                                  讀                

阻塞與非阻塞讀的差別:  //阻塞和非阻塞的差別在于沒有資料到達的時候是否立刻傳回．

讀(read/recv/msgrcv):

       讀的本質來說其實不能是讀,在實際中, 具體的接收資料不是由這些調用來進行,是由于系統底層自動完成的。read 也好,recv 也好隻負責把資料從底層緩沖copy 到我們指定的位置.

       對于讀來說(read, 或者recv) ::

阻塞情況下::

       在阻塞條件下，read/recv/msgrcv的行為::

       1、如果沒有發現資料在網絡緩沖中會一直等待，

       2、當發現有資料的時候會把資料讀到使用者指定的緩沖區，但是如果這個時候讀到的資料量比較少，比參數中指定的長度要小，read 并不會一直等待下去，而是立刻傳回。

       read 的原則::是資料在不超過指定的長度的時候有多少讀多少，沒有資料就會一直等待。

       是以一般情況下::我們讀取資料都需要采用循環讀的方式讀取資料，因為一次read 完畢不能保證讀到我們需要長度的資料，

       read 完一次需要判斷讀到的資料長度再決定是否還需要再次讀取。

非阻塞情況下::

       在非阻塞的情況下，read 的行為::

       1、如果發現沒有資料就直接傳回，

       2、如果發現有資料那麼也是采用有多少讀多少的進行處理．

             是以::read 完一次需要判斷讀到的資料長度再決定是否還需要再次讀取。

對于讀而言::   阻塞和非阻塞的差別在于沒有資料到達的時候是否立刻傳回．

       recv 中有一個MSG_WAITALL 的參數::

       recv(sockfd, buff, buff_size, MSG_WAITALL),

       在正常情況下recv 是會等待直到讀取到buff_size 長度的資料，但是這裡的WAITALL 也隻是盡量讀全，在有中斷的情況下recv 還是可能會被打斷，造成沒有讀完指定的buff_size的長度。

       是以即使是采用recv + WAITALL 參數還是要考慮是否需要循環讀取的問題，在實驗中對于多數情況下recv (使用了MSG_WAITALL)還是可以讀完buff_size，

       是以相應的性能會比直接read 進行循環讀要好一些。

注意::      //使用MSG_WAITALL時，sockfd必須處于阻塞模式下，否則不起作用。

               //是以MSG_WAITALL不能和MSG_NONBLOCK同時使用。

       要注意的是使用MSG_WAITALL的時候，sockfd 必須是處于阻塞模式下，否則WAITALL不能起作用。

                                                                         寫 

阻塞與非阻塞寫的差別:     //

寫(send/write/msgsnd)::

       寫的本質也不是進行發送操作,而是把使用者态的資料copy 到系統底層去,然後再由系統進行發送操作,send，write傳回成功，隻表示資料已經copy 到底層緩沖,而不表示資料已經發出,更不能表示對方端口已經接收到資料.

       對于write(或者send)而言，

阻塞情況下::                 //阻塞情況下，write會将資料發送完。(不過可能被中斷)

       在阻塞的情況下，是會一直等待，直到write 完，全部的資料再傳回．這點行為上與讀操作有所不同。

        原因::

              讀，究其原因主要是讀資料的時候我們并不知道對端到底有沒有資料，資料是在什麼時候結束發送的，如果一直等待就可能會造成死循環，是以并沒有去進行這方面的處理；

              寫，而對于write, 由于需要寫的長度是已知的，是以可以一直再寫，直到寫完．不過問題是write 是可能被打斷嗎，造成write 一次隻write 一部分資料, 是以write 的過程還是需要考慮循環write, 隻不過多數情況下一次write 調用就可能成功.

非阻塞寫的情況下::     //

       非阻塞寫的情況下，是采用可以寫多少就寫多少的政策．與讀不一樣的地方在于，有多少讀多少是由網絡發送的那一端是否有資料傳輸到為标準，但是對于可以寫多少是由本地的網絡堵塞情況為标準的，在網絡阻塞嚴重的時候，網絡層沒有足夠的記憶體來進行寫操作，這時候就會出現寫不成功的情況，阻塞情況下會盡可能(有可能被中斷)等待到資料全部發送完畢， 對于非阻塞的情況就是一次寫多少算多少,沒有中斷的情況下也還是會出現write 到一部分的情況.

非阻塞IO 和阻塞IO：

       在網絡程式設計中對于一個網絡句柄會遇到阻塞IO 和非阻塞IO 的概念, 這裡對于這兩種socket 先做一下說明：

       基本概念：

              阻塞IO::

                     socket 的阻塞模式意味着必須要做完IO 操作（包括錯誤）才會

                     傳回。

              非阻塞IO::

                     非阻塞模式下無論操作是否完成都會立刻傳回，需要通過其他方

                     式來判斷具體操作是否成功。

IO模式設定：

                                               SOCKET

       對于一個socket 是阻塞模式還是非阻塞模式有兩種方式來處理::

       方法1、fcntl 設定;用F_GETFL擷取flags,用F_SETFL設定flags|O_NONBLOCK;

       方法2、recv,send 系列的參數。(讀取，發送時，臨時将sockfd或filefd設定為非阻塞)

                                            方法一的實作

 fcntl 函數可以将一個socket 句柄設定成非阻塞模式: 

      flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);                       //擷取檔案的flags值。

      fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);   //設定成非阻塞模式；

      flags  = fcntl(sockfd,F_GETFL,0);

      fcntl(sockfd,F_SETFL,flags&~O_NONBLOCK);    //設定成阻塞模式；

      設定之後每次的對于sockfd 的操作都是非阻塞的。

                                           方法二的實作

    recv, send 函數的最後有一個flag 參數可以設定成MSG_DONTWAIT

             臨時将sockfd 設定為非阻塞模式,而無論原有是阻塞還是非阻塞。

    recv(sockfd, buff, buff_size,MSG_DONTWAIT);     //非阻塞模式的消息發送

    send(scokfd, buff, buff_size, MSG_DONTWAIT);   //非阻塞模式的消息接受

                                                    普通檔案

        對于檔案的阻塞模式還是非阻塞模式::

        方法1、open時，使用O_NONBLOCK；

        方法2、fcntl設定，使用F_SETFL，flags|O_NONBLOCK；

                                              消息隊列

        對于消息隊列消息的發送與接受::

        //非阻塞  msgsnd(sockfd,msgbuf,msgsize(不包含類型大小),IPC_NOWAIT)

        //阻塞     msgrcv(scokfd,msgbuf,msgsize(**),msgtype,IPC_NOWAIT);

                                                                  讀                

阻塞與非阻塞讀的差別:  //阻塞和非阻塞的差別在于沒有資料到達的時候是否立刻傳回．

讀(read/recv/msgrcv):

       讀的本質來說其實不能是讀,在實際中, 具體的接收資料不是由這些調用來進行,是由于系統底層自動完成的。read 也好,recv 也好隻負責把資料從底層緩沖copy 到我們指定的位置.

       對于讀來說(read, 或者recv) ::

阻塞情況下::

       在阻塞條件下，read/recv/msgrcv的行為::

       1、如果沒有發現資料在網絡緩沖中會一直等待，

       2、當發現有資料的時候會把資料讀到使用者指定的緩沖區，但是如果這個時候讀到的資料量比較少，比參數中指定的長度要小，read 并不會一直等待下去，而是立刻傳回。

       read 的原則::是資料在不超過指定的長度的時候有多少讀多少，沒有資料就會一直等待。

       是以一般情況下::我們讀取資料都需要采用循環讀的方式讀取資料，因為一次read 完畢不能保證讀到我們需要長度的資料，

       read 完一次需要判斷讀到的資料長度再決定是否還需要再次讀取。

非阻塞情況下::

       在非阻塞的情況下，read 的行為::

       1、如果發現沒有資料就直接傳回，

       2、如果發現有資料那麼也是采用有多少讀多少的進行處理．

             是以::read 完一次需要判斷讀到的資料長度再決定是否還需要再次讀取。

對于讀而言::   阻塞和非阻塞的差別在于沒有資料到達的時候是否立刻傳回．

       recv 中有一個MSG_WAITALL 的參數::

       recv(sockfd, buff, buff_size, MSG_WAITALL),

       在正常情況下recv 是會等待直到讀取到buff_size 長度的資料，但是這裡的WAITALL 也隻是盡量讀全，在有中斷的情況下recv 還是可能會被打斷，造成沒有讀完指定的buff_size的長度。

       是以即使是采用recv + WAITALL 參數還是要考慮是否需要循環讀取的問題，在實驗中對于多數情況下recv (使用了MSG_WAITALL)還是可以讀完buff_size，

       是以相應的性能會比直接read 進行循環讀要好一些。

注意::      //使用MSG_WAITALL時，sockfd必須處于阻塞模式下，否則不起作用。

               //是以MSG_WAITALL不能和MSG_NONBLOCK同時使用。

       要注意的是使用MSG_WAITALL的時候，sockfd 必須是處于阻塞模式下，否則WAITALL不能起作用。

                                                                         寫 

阻塞與非阻塞寫的差別:     //

寫(send/write/msgsnd)::

       寫的本質也不是進行發送操作,而是把使用者态的資料copy 到系統底層去,然後再由系統進行發送操作,send，write傳回成功，隻表示資料已經copy 到底層緩沖,而不表示資料已經發出,更不能表示對方端口已經接收到資料.

       對于write(或者send)而言，

阻塞情況下::                 //阻塞情況下，write會将資料發送完。(不過可能被中斷)

       在阻塞的情況下，是會一直等待，直到write 完，全部的資料再傳回．這點行為上與讀操作有所不同。

        原因::

              讀，究其原因主要是讀資料的時候我們并不知道對端到底有沒有資料，資料是在什麼時候結束發送的，如果一直等待就可能會造成死循環，是以并沒有去進行這方面的處理；

              寫，而對于write, 由于需要寫的長度是已知的，是以可以一直再寫，直到寫完．不過問題是write 是可能被打斷嗎，造成write 一次隻write 一部分資料, 是以write 的過程還是需要考慮循環write, 隻不過多數情況下一次write 調用就可能成功.

非阻塞寫的情況下::     //

       非阻塞寫的情況下，是采用可以寫多少就寫多少的政策．與讀不一樣的地方在于，有多少讀多少是由網絡發送的那一端是否有資料傳輸到為标準，但是對于可以寫多少是由本地的網絡堵塞情況為标準的，在網絡阻塞嚴重的時候，網絡層沒有足夠的記憶體來進行寫操作，這時候就會出現寫不成功的情況，阻塞情況下會盡可能(有可能被中斷)等待到資料全部發送完畢， 對于非阻塞的情況就是一次寫多少算多少,沒有中斷的情況下也還是會出現write 到一部分的情況.