Linux网络编程-网络io与select，poll，epoll

问题

1、select、poll、epoll分别是什么？

2、有什么区别？

1.主机之间的通信离不开网络，沟通方式可以用TCP、UDP，广播等

TCP，socket连接：

首先了解下socket是怎么使用的

socket主要有以下函数：socket，listen，connect，bind，accept，send，sendto，recv，recvfrom，close，shutdown

网络中的进程都是由socket进行通信的，在linux和windows环境下的头文件主要是：

#include 和#include

下面介绍每个函数的具体使用方法和功能。

1.socket

int socket（int domain, int type, int protocol），这个函数建立一个协议族为domain、协议类型为type、协议编号为protocol的套接字文件描述符。如果函数调用成功，会返回一个标识这个套接字的文件描述符，失败的时候返回-1。

domain，函数socket()的参数domain用于设置网络通信的域，函数socket()根据这个参数选择通信协议的族，常用AF_INET。

type，函数socket()的参数type用于设置套接字通信的协议类型，主要有SOCKET_STREAM（流式套接字）（Tcp连接，提供序列化的、可靠的、双向连接的字节流。支持带外数据传输）、SOCK——DGRAM（数据包套接字）（支持UDP连接（无连接状态的消息））等。

protocol，函数socket()的第3个参数protocol用于制定某个协议的特定类型，即type类型中的某个类型。通常某协议中只有一种特定类型，这样protocol参数仅能设置为0；但是有些协议有多种特定的类型，就需要设置这个参数来选择特定的类型。

errno，函数socket()并不总是执行成功，有可能会出现错误，错误的产生有多种原因，可以通过errno获得，头文件#include

返回值，如果成功返回非负描述符，不成功返回-1

2.bind

int bind（int sockfd,const struct sockaddr* myaddr,socklen_t addrlen）， 当socket函数返回一个描述符时，只是存在于其协议族的空间中，并没有分配一个具体的协议地址（这里指IPv4/IPv6和端口号的组合），bind函数可以将一组固定的地址绑定到sockfd上。

sockfd是socket函数返回的描述符；

myaddr指定了想要绑定的IP和端口号，均要使用网络字节序-即大端模式；

addrlen是前面struct sockaddr（与sockaddr_in等价）的长度。

为了统一地址结构的表示方法，统一接口函数，使得不同的地址结构可以被bind()、connect()、recvfrom()、sendto()等函数调用。但一般的编程中并不直接对此数据结构进行操作，而使用另一个与之等价的数据结构sockaddr_in。例如：

struct sockaddr_in servaddr;

memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(9999);

bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr))

通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的协议地址，用于提供服务，客户就可以通过它来接连服务器；而客户端可以指定IP或端口也可以都不指定，未分配则系统自动分配。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind()，而客户端就不会调用，而是在connect()时由系统随机生成一个。sockfd的分配是一个bigmap的做法

3.listen

int listen（int sockfd， int backlog），返回0表示成功，-1表示失败

函数listen仅被tcp服务器调用，做两件事情：

1.当函数socket创建一个套接口时，它被假设为一个主动套接口，也就是说，它是一个将调用connect发起连接的客户套接口，函数listen将未连接的套接口转换成被动套接口，指示内核应接受指向此套接口的连接请求。调用函数listen导致套接口从CLOSED状态转换到LISTEN状态。

2.函数的第二个参数规定了内核为此套接口排队的最大连接个数。

一般来说，此函数应在调用幻术socket和bind之后，调用函数accept之前调用。

对于给定的监听套接口，内核要维护两个队列：

1.未完成连接队列，为每个这样的SYN分别开设一个条目：已由客户发出并到达服务器，服务器正在等待完成相应的TCp三次握手过程，这些套接口都处于SYN-RCVD状态；

2.已完成连接队列：为每个已完成TCP三次握手过程的客户开设一个条目。这些套接口都处于ESTABLISHED状态。

两个队列之和数量不得超过backlog。

4.connect

int connect（int sockfd,conststruct sockaddr *addr, socklen_t addrlen）返回0成功，-1表示失败。

通过此函数建立于TCP服务器的连接，实际是发起三次握手过程，仅在连接成功或失败后返回。参数sockfd是本地描述符，addr为服务器地址，addrlen是socket地址长度。

UDP的connect函数，结果与tcp调用不相同，没有三次握手过程。内核只是记录对方的ip和端口号，他们包含在传递给connect的套接口地址结构中，并立即返回给调用进程。

5.accept

int accept（int sockfd， struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen）返回值非负描述符表示成功，-1表示失败。

6.send

size_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags) 返回值成功返回成功拷贝至发送缓冲区的字节数（可能小于len），-1表示失败；

其中：

sockfd：发送端套接字描述符（非监听描述符）

buf：应用要发送数据的缓存 （#define MAXLNE 4096 char buf[MAXLNE];）

len：实际要发送的数据长度

flag：一般设置为0

每个TCP套接口都有一个发送缓冲区，它的大小可以用SO_SNDBUF这个选项来改变。调用send函数的过程，实际是内核将用户数据拷贝至TCP套接口的发送缓冲区的过程：若len大于发送缓冲区大小，则返回-1；否则，查看缓冲区剩余空间是否容纳得下要发送的len长度，若不够，则拷贝一部分，并返回拷贝长度（指的是非阻塞send，若为阻塞send，则一定等待所有数据拷贝至缓冲区才返回，因此阻塞send返回值必定与len相等）；若缓冲区满，则等待发送，有剩余空间后拷贝至缓冲区；若在拷贝过程出现错误，则返回-1。关于错误的原因，查看errno的值。

如果send在等待协议发送数据时出现网络断开的情况，则会返回-1。注意：send成功返回并不代表对方已接收到数据，如果后续的协议传输过程中出现网络错误，下一个send便会返回-1发送错误。TCP给对方的数据必须在对