从TCP三次握手的原理我们可以看到,TCP有“保障”的连接实际上可以看做是两个单向的连接:一个通道只负责发送,另外一个只负责接收。并且,传送的信息是以字节为单位保证顺序的。

       在socket机制中,应用层的程序以send()函数将数据首先发送到本机系统的发送缓存中,我们称之为SendQ,意指这是一个FIFO(先进先出)的队列。这个缓存是系统决定的,并不是在我们的程序中指定的。然后socket机制负责将SendQ中的数据以字节为单位,按照顺序发送给对方的接收缓存RecvQ中。RecvQ也是一个属于系统的FIFO缓存队列。从程序员的角度看,send()函数只负责把数据送入SendQ,而SendQ何时将数据发送则是不可控的。所以,send()通常不会阻塞,只有在不能立即将数据发送给SendQ的时候才会阻塞,这往往是因为SendQ缓存已满。另外,SendQ并不负责每次send()所发送来的字节流的长度,事实上这个长度在TCP中没有意义,因为所有数据都以字节为单位按照FIFO的形式排列在队列中,而并不在乎来自于哪一次的send()。这也就是所谓的TCP无边缘保证,TCP的send()并不在乎每次传送的数据有多少,而只是致力于将数据以字节为单位按照FIFO的形式排列在SendQ队列中。我们看一下TCPServerSock和TCPClientSock的TCPSend()方法:

C++代码
  1. int TCPServerSock::TCPSend(const char* send_data,  
  2.                            const int& data_length) const  
  3. {  
  4.     if (data_length > preBufferSize) {  
  5.         sockClass::error_info("Data is too large, resize preBufferSize.");  
  6.     }  
  7.   
  8.     int sent_length = send(    sockFD,  
  9.                             send_data,  
  10.                             data_length,  
  11.                             0);  
  12.     if (sent_length < 0) {  
  13.         sockClass::error_info("send() failed.");  
  14.     } else if (sent_length != data_length) {  
  15.         sockClass::error_info("sent unexpected number of bytes.");  
  16.     }  
  17.   
  18.     return sent_length;  
  19. }  
  20. int TCPClientSock::TCPSend(const char* send_data,  
  21.                            const int& data_length) const  
  22. {  
  23.     if (data_length > preBufferSize) {  
  24.         sockClass::error_info("Data is too large, resize preBufferSize.");  
  25.     }  
  26.   
  27.     int sent_length = send(    sockFD,  
  28.                             send_data,  
  29.                             data_length,  
  30.                             0);  
  31.     if (sent_length < 0) {  
  32.         sockClass::error_info("send() failed.");  
  33.     } else if (sent_length != data_length) {  
  34.         sockClass::error_info("sent unexpected number of bytes.");  
  35.     }  
  36.   
  37.     return sent_length;  
  38. }  

       可以看到,这两个方法除了分属于不同的类名字不一样,其他都是一样的。send()的返回值是实际发送的字节长度。

       在收信息的另外一边,当RecvQ没有数据时,recv()就会阻塞(默认情况下),每当有数据可接收,recv()就会返回实际接收到的数据长度。recv()同样不在乎每次接收的数据有多少,其参数只有一个最大长度限制,这个限制是应用程序分配给每次recv()储存数据的缓存大小。所以TCP的send()和recv()不是一一对应的:send()只负责将数据写入本机的SendQ,而recv()只负责把本机RecvQ中的数据读出来。假设send()传送了m+n字节,但是第一次到达远程目的地的RecvQ中只有m字节,于是这里的recv()就会马上返回m字节;剩下的n字节第二次才姗姗来迟,那么就需要第二次调用recv()来接收。

C++代码
  1. int TCPServerSock::TCPReceive() const  
  2. {  
  3.     preReceivedLength = recv(    sockFD,  
  4.                                 preBuffer,  
  5.                                 preBufferSize,  
  6.                                 0);  
  7.     if (preReceivedLength < 0) {  
  8.         sockClass::error_info("recv() failed.");  
  9.     } else if (preReceivedLength == 0) {  
  10.         std::cout << "Client has been disconnected.\n";  
  11.         return 0;  
  12.     }  
  13.     return preReceivedLength;  
  14. }  
  15. int TCPClientSock::TCPReceive() const  
  16. {  
  17.     preReceivedLength = recv(    sockFD,  
  18.                                 preBuffer,  
  19.                                 preBufferSize,  
  20.                                 0);  
  21.     if (preReceivedLength < 0) {  
  22.         sockClass::error_info("recv() failed.");  
  23.     } else if (preReceivedLength == 0) {  
  24.         std::cout << "Disconnected from server.\n";  
  25.         return 0;  
  26.     }  
  27.     return preReceivedLength;  
  28. }  

       可以看到这2个方法也几乎是一模一样——除了名字和对异常信息的描述。因为我们这里并不知道需要recv()的确切长度,所以这里的TCPReceive()也跟recv()一样,有数据就返回。需要验证数据长度的,比如echo服务,我们另外写验证长度的代码。

       最后需要说明的是,虽然SYN和FIN都会占用一个字节的数据,但是对于应用层的send()和recv()来说是不可见的。FIN会让recv()返回0,表示连接正常断开。

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2015年10月26日
作者:鸡啄米 分类:软件开发 浏览: 注册送白菜网:0