网络编程总结

使用read读取非阻塞socket

read()函数可能有三种返回值：

  • -1：出错或者无数据可读。
  • 0：对端关闭socket。
  • >0：正常读取到了数据。
#define REDIS_IOBUF_LEN         1024

void readQueryFromClient(int fd)
{
    char buf[REDIS_IOBUF_LEN];
    int nread;

    nread = read(fd, buf, REDIS_IOBUF_LEN);
    
    if (nread == -1)
    {
    // 处理EAGAIN(因为fd为非阻塞的)
        if (errno == EAGAIN)
        {
            nread = 0;
        }
    // read出错
    else
    {
            // TODO：断开连接
            return;
        }
    }
    // 客户端断开连接
    else if (nread == 0)
    {
        // TODO：断开连接
        return;
    }
    
    if (nread)
    {
        // TODO：处理buf
    }
    // 此处的else不能省略，因为当read()返回-1，且errno为EAGAIN时，表示此时无数据可读，会将nread置0，就会走else分支
    else
    {
        return;
    }
}

疑问：需要考虑read()函数被信号打断，从而返回-1的情况吗？在Redis源码中，没有考虑这一点。

使用while循环处理系统调用可能被信号中断的情况

// 版本1
int anetGenericAccept(char *err, int s, struct sockaddr *sa, socklen_t *len)
{
    int fd;
    // 使用while循环的目的是为了处理EINTR错误
    while(1)
    {
        fd = accept(s, sa, len);
        if (fd == -1)
        {
            if (errno == EINTR)
            {
              continue;
            }  
            else
            {
                anetSetError(err, "accept: %s", strerror(errno));
                return ANET_ERR;
            }
        }
        break;
    }
    return fd;
}

// 版本2
int anetGenericAccept(char *err, int s, struct sockaddr *sa, socklen_t *len)
{
  int fd;
  do
  {
    fd = accept(s, sa, len);
  } while(-1 == fd && EINTR == errno);

  if (-1 == fd)
  {
    anetSetError(err, "accept: %s", strerror(errno));
    return ANET_ERR;
  }

  return fd;
}

可变参数的使用

anetSetError(err, "accept: %s", strerror(errno));

static void anetSetError(char *err, const char *fmt, ...)
{
    va_list ap;

    if (!err)
    {
      return;
    }
    va_start(ap, fmt);
    vsnprintf(err, ANET_ERR_LEN, fmt, ap); // 其中，fmt既可以是格式化字符串(如"%s")，也可以是普通字符串(如"error")，或者两者结合(如"error:%s")
    va_end(ap);
}

检查线程是否存在

int ret = pthread_kill(tid, 0);
if (0 == ret)
{
  // 线程存在
}
else if (ESRCH == ret)
{
  // 线程不存在
}

解析PASV模式下的ftp服务器的IP和端口号

const char *passive_param = "(127,0,0,1,12,34)";

const char *p1 = strchr(passive_param, '(');
if (NULL == p1)
{
    // TODO
}
const char *p2 = strchr(passive_param, ')');
if (NULL == p2)
{
    // TODO
}
if (p1 >= p2)
{
    // TODO
}

int ip1, ip2, ip3, ip4;
int port1, port2;
sscanf(p1 + 1, "%d,%d,%d,%d,%d,%d", &ip1, &ip2, &ip3, &ip4, &port1, &port2);
char ip[16] = {0};
snprintf(ip, sizeof(ip), "%d.%d.%d.%d", ip1, ip2, ip3, ip4);
unsigned short port;
port = (port1 << 8) + port2; // 注意：port1<<8一定要加括号

通过inet_aton函数判断IP地址是域名还是点分十进制格式

if (inet_aton(addr, &sa.sin_addr) == 0) // 如果addr不是有效的IP地址，则inet_aton()会返回0
    {
        struct hostent *he;

        he = gethostbyname(addr);
        if (he == NULL)
        {
            __redisSetError(c,REDIS_ERR_OTHER,
                sdscatprintf(sdsempty(),"Can't resolve: %s",addr));
            close(s);
            return REDIS_ERR;
        }
        memcpy(&sa.sin_addr, he->h_addr, sizeof(struct in_addr));
    }

write函数的返回值不等于待写入的字节数

当write()函数的返回值不等于待写入的字节数时，并不表示write()函数出错了。
例如：

  • 在Redis中：
int redisBufferWrite(redisContext *c, int *done) {
    int nwritten;
    if (sdslen(c->obuf) > 0)
    {
        nwritten = write(c->fd,c->obuf,sdslen(c->obuf));
        if (nwritten == -1)
        {
            if (errno == EAGAIN)
            {
                /* Try again later */
            }
            else
            {
                __redisSetError(c,REDIS_ERR_IO,NULL);
                return REDIS_ERR;
            }
        }
        else if (nwritten > 0) // 注意：当nwritten不等于sdslen(c->obuf)时，并不表示write()出错
        {
            if (nwritten == (signed)sdslen(c->obuf))
            {
                sdsfree(c->obuf);
                c->obuf = sdsempty();
            }
            else
            {
                c->obuf = sdsrange(c->obuf,nwritten,-1);
            }
        }
    }
    if (done != NULL)
    {
        *done = (sdslen(c->obuf) == 0);
    }
    return REDIS_OK;
}
  • 在muduo中：
void TcpConnection::sendInLoop(const void* data, size_t len)
{
  loop_->assertInLoopThread();
  ssize_t nwrote = 0;
  size_t remaining = len;
  bool faultError = false;
  if (state_ == kDisconnected)
  {
    LOG_WARN << "disconnected, give up writing";
    return;
  }
  // if no thing in output queue, try writing directly
  if (!channel_->isWriting() && outputBuffer_.readableBytes() == 0)
  {
    nwrote = sockets::write(channel_->fd(), data, len);
    if (nwrote >= 0)
    {
      remaining = len - nwrote;
      if (remaining == 0 && writeCompleteCallback_)
      {
        loop_->queueInLoop(std::bind(writeCompleteCallback_, shared_from_this()));
      }
    }
    else // nwrote < 0
    {
      nwrote = 0;
      if (errno != EWOULDBLOCK)
      {
        LOG_SYSERR << "TcpConnection::sendInLoop";
        if (errno == EPIPE || errno == ECONNRESET) // FIXME: any others?
        {
          faultError = true;
        }
      }
    }
  }

  assert(remaining <= len);
  if (!faultError && remaining > 0)
  {
    size_t oldLen = outputBuffer_.readableBytes();
    if (oldLen + remaining >= highWaterMark_
        && oldLen < highWaterMark_
        && highWaterMarkCallback_)
    {
      loop_->queueInLoop(std::bind(highWaterMarkCallback_, shared_from_this(), oldLen + remaining));
    }
    outputBuffer_.append(static_cast<const char*>(data)+nwrote, remaining);
    if (!channel_->isWriting())
    {
      channel_->enableWriting();
    }
  }
}

对阻塞和非阻塞文件描述符的读或者写封装在一个函数中

即，在函数中要考虑read()或者write()返回-1的情况，并不代表函数出错了，也可能是资源暂不可用，需要判断errno进一步判断。
比如Redis客户端的读与写：

int redisBufferRead(redisContext *c)
{
    char buf[2048];
    int nread = read(c->fd,buf,sizeof(buf));
    if (nread == -1)
    {
        // 当fd为非阻塞，且fd暂不可读时，read()函数会返回-1，且errno等于EAGAIN
        if (errno == EAGAIN)
        {
            /* Try again later */
        }
        else
        {
            __redisSetError(c,REDIS_ERR_IO,NULL);
            return REDIS_ERR;
        }
    }
    else if (nread == 0)
    {
        __redisSetError(c,REDIS_ERR_EOF,
            sdsnew("Server closed the connection"));
        return REDIS_ERR;
    }
    else
    {
        __redisCreateReplyReader(c);
        redisReplyReaderFeed(c->reader,buf,nread);
    }
    return REDIS_OK;
}

int redisBufferWrite(redisContext *c, int *done)
{
    int nwritten;
    if (sdslen(c->obuf) > 0)
    {
        nwritten = write(c->fd,c->obuf,sdslen(c->obuf));
        if (nwritten == -1)
        {
            // 当fd为非阻塞时，会出现write返回-1，且errno等于EAGAIN的情况，即fd暂时不可写时。而在阻塞模式下，当fd暂时不可写时，会直接阻塞在write调用处
            if (errno == EAGAIN)
            {
                /* Try again later */
            }
            else
            {
                __redisSetError(c,REDIS_ERR_IO,NULL);
                return REDIS_ERR;
            }
        }
        else if (nwritten > 0) // 注意：当nwritten不等于sdslen(c->obuf)时，并不表示write()出错
        {
            // 写缓冲区中的数据全部写完
            if (nwritten == (signed)sdslen(c->obuf))
            {
                sdsfree(c->obuf); // 释放SDS
                c->obuf = sdsempty(); // 新建一个空SDS
            }
            // 写缓冲区中的数据未全部写完
            else
            {
                c->obuf = sdsrange(c->obuf,nwritten,-1); // 保留SDS中从nwritten到-1区间的数据，下次可写时再写
            }
        }
    }

    // 如果写缓冲区中的数据全部写完，则将*done置为1，表示完成
    if (done != NULL)
    {
        *done = (sdslen(c->obuf) == 0);
    }
    return REDIS_OK;
}
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