阻塞與非阻塞個(gè)人小結(jié).doc

阻塞與非阻塞個(gè)人小結(jié)最近幫一哥們做一個(gè)簡(jiǎn)單的通信演示小程序，重拾遺忘很久的Windows網(wǎng)絡(luò)編程，通過(guò)此次演示程序的制作，對(duì)于TCP的三路握手、Socket的運(yùn)用理解更加深入了，同時(shí)從文字上的阻塞與非阻塞到情真意切的感受到二者之間的差異，閑暇之余，發(fā)現(xiàn)一本好書(shū)，書(shū)名好像叫“WIn32多線程”，書(shū)中用例與講解很貼切。下面對(duì)阻塞非阻塞做一小結(jié)，其中有部分內(nèi)容參考于網(wǎng)絡(luò)，也許只有親身體驗(yàn)過(guò)的人才能感覺(jué)到這平白的總結(jié)中蘊(yùn)含的種種細(xì)節(jié)與痛苦的實(shí)踐。1.connect函數(shù)響應(yīng)中斷返回后仍然回到函數(shù)的調(diào)用。實(shí)踐證明，對(duì)于一個(gè)非阻塞的socket，如果在調(diào)用connect函數(shù)時(shí)，如果發(fā)生中斷，這函數(shù)響應(yīng)中斷，但當(dāng)中斷返回時(shí)，繼續(xù)connect函數(shù)的調(diào)用，直到connect超時(shí)失敗或接收到錯(cuò)誤ICMP包或連接成功2.accept()如果偵聽(tīng)進(jìn)程是非阻塞模式工作，當(dāng)調(diào)用accept()函數(shù)接收來(lái)自客戶端的請(qǐng)求后，返回的socket套接字，默認(rèn)為阻塞的工作模式。一、阻塞模型可能發(fā)生阻塞的套接口調(diào)用分為四種：1.輸入操作：read、readv、recv、recvfrom和recvmsg函數(shù)2.輸出操作：write、writev、send、sendto和sendmsg函數(shù)3.接收外來(lái)連接:accept()函數(shù)4.初始化外出的連接:connect()函數(shù)二、I/O模型1.阻塞I/O2.非阻塞I/O3.I/O復(fù)用（select函數(shù)）4.信號(hào)驅(qū)動(dòng)I/O(SIGIO)5.異步I/O三、I/O復(fù)用模型的應(yīng)用場(chǎng)合1.當(dāng)客戶處理多個(gè)描述字時(shí)（一般是交互式輸入和網(wǎng)絡(luò)套接口），必須使用I/O復(fù)用。2.一個(gè)客戶同時(shí)處理多個(gè)套接口3.如果一個(gè)TCP服務(wù)器既要處理偵聽(tīng)套接口，又要處理已連接套接口，一般也要用到I/O復(fù)用。4.如果一個(gè)服務(wù)器既要處理TCP，又要處理UDP，一般也要使用I/O復(fù)用。5.如果一個(gè)服務(wù)器要處理多個(gè)服務(wù)或者多個(gè)協(xié)議（inetd守護(hù)進(jìn)程）。四、拒絕服務(wù)型攻擊服務(wù)器某一個(gè)時(shí)刻阻塞于只處理單個(gè)客戶，而不能處理其他客戶的需求，這就導(dǎo)致了拒絕服務(wù)型攻擊，可能的解決辦法是:(a)使用非阻塞I/O模型;(b)讓每個(gè)客戶由單獨(dú)的控制線程提供服務(wù)（例如，創(chuàng)建子進(jìn)程或線程來(lái)為每個(gè)客戶提供服務(wù)）;(c)對(duì)I/O操作設(shè)置超時(shí)。五、connect()函數(shù)1.阻塞模式客戶端調(diào)用connect()函數(shù)將激發(fā)TCP的三路握手過(guò)程，但僅在連接建立成功或出錯(cuò)時(shí)才返回。返回的錯(cuò)誤可能有以下幾種情況：1.如果TCP客戶端沒(méi)有接收到SYN分節(jié)的響應(yīng)，則返回ETIMEDOUT，阻塞模式的超時(shí)時(shí)間在75秒(4.4BSD內(nèi)核)到幾分鐘之間。2.如果對(duì)客戶的SYN的響應(yīng)時(shí)RST，則表明該服務(wù)器主機(jī)在我們指定的端口上沒(méi)有進(jìn)程在等待與之連接（例如服務(wù)器進(jìn)程也許沒(méi)有啟動(dòng)），這稱為硬錯(cuò)，客戶一接收到RST，馬上就返回錯(cuò)誤ECONNREFUSED.3.如果某客戶發(fā)出的SYN在中間的路由器上引發(fā)了一個(gè)目的地不可達(dá)ICMP錯(cuò)誤，多次嘗試發(fā)送失敗后返回錯(cuò)誤號(hào)為EHOSTUNREACH或ENETUNREACH.附加：產(chǎn)生RST的三種情況，一是SYN到達(dá)某端口但此端口上沒(méi)有正在偵聽(tīng)的服務(wù)器、二是TCP想取消一個(gè)已有連接、三是TCP接收了一個(gè)根本不存在的連接上的分節(jié)。2.非阻塞模式采用非阻塞的工作模式要考慮一下兩種情況：1.如果是連接本機(jī)，則調(diào)用connect()函數(shù)會(huì)立刻建立。2.如果服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)中的用戶，則調(diào)用connect()函數(shù)需要從幾個(gè)毫秒的局域網(wǎng)到幾百毫秒或幾秒的廣域網(wǎng)。并且函數(shù)會(huì)立刻返回EINPROCESS錯(cuò)誤，但TCP通信的三路握手過(guò)程正在進(jìn)行，所以可以使用select函數(shù)來(lái)檢查這個(gè)連接是否建立成功。源自Berkeley的實(shí)現(xiàn)有兩條與select函數(shù)和非阻塞相關(guān)的規(guī)則：1.當(dāng)連接成功建立時(shí)，描述字變成可寫(xiě)。2.當(dāng)連接建立出錯(cuò)時(shí)，描述字變成即可讀又可寫(xiě)。六、accept()函數(shù)1.阻塞模式如果在一個(gè)阻塞套接口上調(diào)用accept()函數(shù)，而且沒(méi)有新的連接，進(jìn)程會(huì)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。2.非阻塞模式如果在一個(gè)非阻塞套接口上調(diào)用accept()函數(shù)，而且沒(méi)有新的連接，將返回EWOULDBLOCK錯(cuò)誤。3.一種非阻塞模式例子的問(wèn)題及解決辦法問(wèn)題描述：在服務(wù)器端偵聽(tīng)套接口采用阻塞的方式工作，并且使用select檢測(cè)是否有已經(jīng)建立起的連接，如果有則調(diào)用accept()函數(shù)接收該連接，問(wèn)題是如果客戶端首先調(diào)用connect()函數(shù)連接服務(wù)器后立刻又調(diào)用close()函數(shù)關(guān)閉該連接，而在服務(wù)器端，在select()函數(shù)返回和調(diào)用accept()函數(shù)之間，接收到客戶端的斷開(kāi)，則會(huì)刪除該套接口在已連接套接口中的內(nèi)容，所以服務(wù)器將會(huì)阻塞在accept()函數(shù)，直到有客戶連接才返回。解決辦法：(1).如果用select來(lái)獲知何時(shí)有連接已就緒可以accept時(shí)，總是把偵聽(tīng)套接口置為非阻塞,同時(shí)(2).在后面的accept調(diào)用中忽略以下錯(cuò)誤：EWOULDBLOCK（Berkeley的實(shí)現(xiàn)在客戶放棄連接時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤）、ECONNABORTED（Posix.1g的實(shí)現(xiàn)在客戶放棄連接時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤）、EPROTO（SVR4的實(shí)現(xiàn)在客戶放棄連接時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤）和EINTR（如果信號(hào)被捕獲）。七、select()函數(shù)select()函數(shù)準(zhǔn)備好讀的條件：1.套接口有數(shù)據(jù)可讀2.該連接的讀這一半關(guān)閉（也就是接收了FIN的TCP連接）。對(duì)這樣的套接口進(jìn)行讀操作將不阻塞并返回0（也就是返回EOF）。3.該套接口是一個(gè)偵聽(tīng)套接口且已完成的連接數(shù)不為0。4.其上有一個(gè)套接口錯(cuò)誤待處理，對(duì)這樣的套接口的讀操作將不阻塞并返回-1，并設(shè)置errno，可以通過(guò)設(shè)置SO_ERROR選項(xiàng)調(diào)用getsockopt函數(shù)獲得。select()函數(shù)準(zhǔn)備好寫(xiě)的條件：1.套接口有可用于寫(xiě)的空間。2.該連接的寫(xiě)這一半關(guān)閉，對(duì)這樣的套接口進(jìn)行寫(xiě)操作將產(chǎn)生SIGPIPE信號(hào)。3.該套接口使用非阻塞的方式connect建立連接，并且連接已經(jīng)異步建立，或則connect已經(jīng)以失敗告終。4.其上有一個(gè)套接口錯(cuò)誤待處理。八、read()函數(shù)和recv函數(shù)read()函數(shù)返回值代表的意義：1.如果對(duì)方TCP發(fā)送數(shù)據(jù)，則套接口就變?yōu)榭勺x且read返回大于0的值（即數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)）。2.如果對(duì)方TCP發(fā)送一個(gè)FIN（對(duì)方進(jìn)程終止），套接口就變?yōu)榭勺x且read返回0（文件結(jié)束）。3.如果對(duì)方TCP發(fā)送一個(gè)RST（對(duì)方主機(jī)崩潰并重新啟動(dòng)），套接口就變成可讀且read返回-1，返回的錯(cuò)誤號(hào)errno為ECONNRESET。九、write()函數(shù)和send函數(shù)如果向一個(gè)接收了FIN的套接字進(jìn)行寫(xiě)操作是可行的，但如果向一個(gè)接受了RST的套接字進(jìn)行寫(xiě)操作則是致命的，內(nèi)核會(huì)向該進(jìn)程發(fā)送一個(gè)SIGPIPE信號(hào)，返回EPIPO,該錯(cuò)誤類型默認(rèn)為終止進(jìn)程。SIGPIPE信號(hào)向一個(gè)接受了RST的套接字進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，內(nèi)核會(huì)向該進(jìn)程發(fā)送一個(gè)SIGPIPE信號(hào)，該信號(hào)的缺省行為是終止進(jìn)程，因此進(jìn)程必須捕獲它以免被不情愿的終止。5、 Linux中Socket的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（1） struct sockaddr /用于存儲(chǔ)套接字地址unsigned short sa_family；/地址類型char sa_data14； /14字節(jié)的協(xié)議地址；（2） struct sockaddr_in /in 代表internetshort int sin_family； /internet協(xié)議族unsigned sh