C/C++：写入和读取套接字

Question

我正在使用 unix 套接字发送和接收信息，但我不完全理解它是如何工作的。基本上，我会发送这样的消息：

int wr_bytes = write(sock, msg.c_str(), msg.length());

并收到这样的消息：

int rd_bytes = read(msgsock, buf, SOCKET_BUFFER_SIZE);

这段代码在数千字节的情况下完美运行，我不明白的是，read 函数如何知道另一部分何时完成发送消息？我尝试阅读read documentation，据我了解，read 将在到达EOF 或SOCKET_BUFFER_SIZE 后返回，对吗？

所以我猜当我将字符串提供给write 函数时，它会在我的内容末尾添加一个EOF，以便read 函数知道何时停止。

我问这个问题是因为，我没有添加任何代码来检查另一部分是否完成发送消息，但是，我收到大消息（数千字节）没有任何问题，为什么会发生这种情况，为什么我只收到部分消息？

这是我用来向 unix 套接字服务器发送消息的完整函数：

string sendSocketMessage(string msg) {
    int sock;
    struct sockaddr_un server;
    char buf[1024];

    sock = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock < 0) {
        throw runtime_error("opening stream socket");
    }
    server.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(server.sun_path, "socket");

    if (connect(sock, (struct sockaddr *) &server, sizeof(struct sockaddr_un)) < 0) {
        close(sock);
        throw runtime_error("connecting stream socket");
    }
    if (write(sock, msg.c_str(), msg.length()) < 0){
        throw runtime_error("writing on stream socket");
        close(sock);
    }
    bzero(buf, sizeof(buf));
    int rval = read(sock, buf, 1024);
    return string( reinterpret_cast< char const* >(buf), rval );
}

这是我的服务器函数（稍微复杂一点，类型vSocketHandler代表我调用来处理请求的函数）：

void UnixSocketServer::listenRequests(vSocketHandler requestHandler){
    int sock, msgsock, rval;
    struct sockaddr_un server;
    char buf[SOCKET_BUFFER_SIZE];

    sock = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock < 0) {
        throw runtime_error("opening stream socket");
    }
    server.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(server.sun_path, SOCKET_FILE_PATH);
    if (bind(sock, (struct sockaddr *) &server, sizeof(struct sockaddr_un))) {
        throw runtime_error("binding stream socket");
    }
    listen(sock, SOCKET_MAX_CONNECTIONS);
    while(true) {
        msgsock = accept(sock, 0, 0);
        if (msgsock == -1){
            throw runtime_error("accept socket");
        } else {
            bzero(buf, sizeof(buf));
            if((rval = read(msgsock, buf, SOCKET_BUFFER_SIZE)) < 0)
                throw runtime_error("reading stream message");
            else if (rval == 0){
                //do nothing, client closed socket
                break;
            } else {
                string msg = requestHandler(string( reinterpret_cast< char const* >(buf), rval ));
                if(write(msgsock, msg.c_str(), msg.length()) < 0)
                    throw runtime_error("sending stream message");
            }
            close(msgsock);
        }
    }
    close(sock);
    unlink(SOCKET_FILE_PATH);
}

Answer 1

我不明白的是，read函数怎么知道对方什么时候发送完消息？

对于流式套接字，例如您正在使用的，它没有。对于数据报类型的套接字，通信被分成不同的块，但如果一条消息跨越多个数据报，那么答案又是“它没有”。这确实是了解read() 和write()（以及send() 和recv()）功能的关键之一，更具体地说，是关于套接字。

对于这个答案的其余部分，我将专注于面向流的套接字，因为这就是您正在使用的。我还假设套接字不是非阻塞模式。如果您打算将通过此类套接字传输的数据分解为不同的消息，则由您来实现另一端可以识别消息边界的应用程序级协议。

我尝试阅读 read 文档，据我了解，read 一旦达到 EOF 或 SOCKET_BUFFER_SIZE 就会返回，对吗？

不完全是。 read() 将在到达文件末尾时返回，这发生在对等方关闭其套接字（或至少关闭它的写入端）时，以确保不再有数据将被发送。 read() 也会在出现各种错误情况时返回。并且read() 可能会在其他未指定的情况下返回，前提是它已经传输了至少一个字节。在实践中，如果套接字缓冲区已满，通常会调用最后一种情况，但也可能在其他情况下调用，例如缓冲区清空时。

所以我猜测当我将字符串提供给写入函数时，它会在我的内容末尾添加一个 EOF，以便读取函数知道何时停止。

不，它没有这样的事情。成功时，write() 函数会发送您要求它发送的部分或全部字节，仅此而已。请注意，即使发送 all 请求的字节也不能保证；它的返回值告诉你它实际发送了多少。如果这少于“全部”，那么通常您应该简单地执行另一个write() 来转移其余部分。您可能需要多次执行此操作才能发送整个消息。无论如何，只会发送您指定的字节。

我问这个问题是因为，我没有添加任何代码来检查另一部分是否完成发送消息，但是，我收到大消息（数千字节）没有任何问题，为什么会发生这种情况，为什么我只收到部分消息？

或多或少是因为您很幸运，但是您使用 UNIX 域套接字（而不是网络套接字）这一事实会有所帮助。您的数据通过内核非常有效地从发送进程传输到接收进程，单个read()s 接收到大writes() 也就不足为奇了。但是，您不能安全地依靠总是发生这种情况。