处理多个recv()调用和所有可能的场景

Question

我是C的新手并编写TCP服务器,并且想知道如何从发送服务器将响应的命令的客户端处理recv().为了这个问题,我们只说头是第1个字节,命令标识符是第2个字节,有效载荷长度是第3个字节,然后是有效载荷(如果有的话).

recv()这些数据的最佳方法是什么？我想调用的recv()在第3个字节到缓冲区中读取,检查以确保标题和指令标识符有效,然后检查有效载荷长度与有效载荷长度的长度再次调用的recv(),这增加了回到前面提到的缓冲区.阅读Beej的网络文章(尤其是本节在这里:http://beej.us/guide/bgnet/output/html/singlepage/bgnet.html#sonofdataencap),然而,他建议用"足够大的数组两[最大"数据包"处理诸如获取下一个数据包之类的情况.

处理这些类型的recv()的最佳方法是什么？基本的问题,但我想高效地实现它,处理可能出现的所有情况.提前致谢.

Answer 1

Beej提到的方法和AlastairG提到的方法是这样的:

对于每个并发连接,您维护一个已读但尚未处理的数据的缓冲区.(这是Beej建议调整到最大数据包长度两倍的缓冲区).显然,缓冲区从空开始:

unsigned char recv_buffer[BUF_SIZE];
size_t recv_len = 0;

只要您的套接字可读,请读入缓冲区中的剩余空间,然后立即尝试处理您拥有的内容:

result = recv(sock, recv_buffer + recv_len, BUF_SIZE - recv_len, 0);

if (result > 0) {
    recv_len += result;
    process_buffer(recv_buffer, &recv_len);
}

该process_buffer()会尝试,并在缓冲区作为数据包处理数据.如果缓冲区尚未包含完整数据包,则只返回 - 否则,它会处理数据并将其从缓冲区中删除.所以对于你的示例协议,它看起来像:

void process_buffer(unsigned char *buffer, size_t *len)
{
    while (*len >= 3) {
        /* We have at least 3 bytes, so we have the payload length */

        unsigned payload_len = buffer[2];

        if (*len < 3 + payload_len) {
            /* Too short - haven't recieved whole payload yet */
            break;
        }

        /* OK - execute command */
        do_command(buffer[0], buffer[1], payload_len, &buffer[3]);

        /* Now shuffle the remaining data in the buffer back to the start */
        *len -= 3 + payload_len;
        if (*len > 0)
            memmove(buffer, buffer + 3 + payload_len, *len);
    }
}

(该do_command()函数将检查有效的头和命令字节).

这种技术最终是必要的,因为任何一种 recv()都可以返回一个很短的长度 - 使用你提出的方法,如果你的有效载荷长度是500,会发生什么,但下一个recv()只返回400字节？你必须保存那400个字节,直到下一次套接字变得可读为止.

当你处理多个并发客户端时,你只需要一个recv_buffer和recv_len每个客户端,并将它们填充到每个客户端结构中(它可能包含其他东西 - 比如客户端的套接字,可能是它们的源地址,当前状态等).

Answer 2

好问题.你想要多么完美？对于所有歌唱所有舞蹈解决方案,使用异步套接字,尽可能读取所有数据,并且每当您获得新数据时,在缓冲区上调用一些数据处理功能.

这允许你做大读.如果您获得大量流水线命令,则可以在不必再次等待套接字的情况下处理它们,从而提高性能和响应时间.

在写作上做类似的事情.那就是命令处理函数写入缓冲区.如果缓冲区中有数据,则在检查套接字(select或poll)时检查可写性并尽可能多地写入,记住只删除实际从缓冲区写入的字节.

循环缓冲区在这种情况下运行良好.

有更简单的解决方案.不过这个很好.请记住,服务器可能会获得多个连接,并且可以拆分数据包.如果从套接字读入缓冲区只是为了找不到完整命令的数据,那么你对已经读过的数据做了什么？你在哪里存放？如果将它存储在与该连接相关联的缓冲区中,那么您也可以完全按照上面的描述读取缓冲区.

此解决方案还避免了为每个连接生成单独的线程 - 您可以处理任意数量的连接而不会出现任何实际问题.每个连接产生一个线程是一种不必要的系统资源浪费 - 除非在某些情况下建议使用多个线程,为此你可以让工作线程执行这样的阻塞任务,同时保持套接字处理单线程.

基本上我同意你所说的Beej所说的,但是不要一次读掉一点点的东西.一次读大块.编写像这样的套接字服务器,基于一点点套接字经验和手册页进行学习和设计,这是我参与过的最有趣的项目之一,而且非常有教育意义.