socket輸入輸出緩衝區以及阻塞模式
阿新 • • 發佈：2019-01-04
socket緩衝區
每個 socket 被建立後，都會分配兩個緩衝區，輸入緩衝區和輸出緩衝區。write()/send() 並不立即向網路中傳輸資料，而是先將資料寫入緩衝區中，再由TCP協議將資料從緩衝區傳送到目標機器。一旦將資料寫入到緩衝區，函式就可以成功返回，不管它們有沒有到達目標機器，也不管它們何時被髮送到網路，這些都是TCP協議負責的事情。
TCP協議獨立於 write()/send() 函式，資料有可能剛被寫入緩衝區就傳送到網路，也可能在緩衝區中不斷積壓，多次寫入的資料被一次性發送到網路，這取決於當時的網路情況、當前執行緒是否空閒等諸多因素，不由程式設計師控制。
read()/recv() 函式也是如此，也從輸入緩衝區中讀取資料，而不是直接從網路中讀取。
這些I/O緩衝區特性可整理如下：
- I/O緩衝區在每個TCP套接字中單獨存在；
- I/O緩衝區在建立套接字時自動生成；
- 即使關閉套接字也會繼續傳送輸出緩衝區中遺留的資料；
- 關閉套接字將丟失輸入緩衝區中的資料。
阻塞模式
對於TCP套接字（預設情況下），當使用 write()/send() 傳送資料時：1) 首先會檢查緩衝區，如果緩衝區的可用空間長度小於要傳送的資料，那麼 write()/send() 會被阻塞（暫停執行），直到緩衝區中的資料被髮送到目標機器，騰出足夠的空間，才喚醒 write()/send() 函式繼續寫入資料。
2) 如果TCP協議正在向網路傳送資料，那麼輸出緩衝區會被鎖定，不允許寫入，write()/send() 也會被阻塞，直到資料傳送完畢緩衝區解鎖，write()/send() 才會被喚醒。
3) 如果要寫入的資料大於緩衝區的最大長度，那麼將分批寫入。
4) 直到所有資料被寫入緩衝區 write()/send() 才能返回。
當使用 read()/recv() 讀取資料時：
1) 首先會檢查緩衝區，如果緩衝區中有資料，那麼就讀取，否則函式會被阻塞，直到網路上有資料到來。
2) 如果要讀取的資料長度小於緩衝區中的資料長度，那麼就不能一次性將緩衝區中的所有資料讀出，剩餘資料將不斷積壓，直到有 read()/recv() 函式再次讀取。
3) 直到讀取到資料後 read()/recv() 函式才會返回，否則就一直被阻塞。
這就是TCP套接字的阻塞模式。所謂阻塞，就是上一步動作沒有完成，下一步動作將暫停，直到上一步動作完成後才能繼續，以保持同步性。