TCP套接字上的read()函数什么时候会返回？

Question

TCP套接字上的read()函数什么时候会返回？

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请问，当我使用用于从TCP套接字获取数据的读取函数时，它到底何时返回？

我使用以下代码从测量系统中读取数据。该系统以15 Hz的频率传输数据。 READ_TIMEOUT_MS的值为200，而READ_BUFFER_SIZE的值为40000。一切都运行良好，但发生的情况是，read()每秒返回15次，读取了1349个字节。

通过阅读以下文档中的陷阱5，我原本期望缓冲区会完全填满：

http://www.ibm.com/developerworks/library/l-sockpit/

初始化：

sock=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (socket < 0)
{
    goto fail0;
}

struct sockaddr_in server;
server.sin_addr.s_addr = inet_addr(IPAddress);
server.sin_family = AF_INET;
server.sin_port = htons(Port);
if (connect(sock,(struct sockaddr *)&server, sizeof(server)))
{
    goto fail1;
}

struct timeval tv;
tv.tv_sec = READ_TIMEOUT_MS / 1000;
tv.tv_usec = (READ_TIMEOUT_MS % 1000) * 1000;
if (setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char *)&tv, sizeof(struct timeval)))
{
    goto fail1;
}

return true;

fail1:
    close(sock);
    sock = -1;
fail0:
    return false;

阅读：

unsigned char buf[READ_BUFFER_SIZE];
int len = read(sock, buf, sizeof(buf));
if (len <= 0)
{
    return NULL;
}

CBinaryDataStream* pData = new CBinaryDataStream(len);
pData->WriteToStream(buf, len);
return pData;

我希望这个问题不是重复的，因为在提问之前我已经搜索了答案。如果您需要进一步的信息，请告诉我。

- bushmills

它会在操作系统感觉合适的时候返回。你必须准备好得到比你想要的少的字节。陷阱5实际上就是这个意思。图表显示读取了1024个字节，但文本谈论的是返回了200个字节。 - n. m.

你可能想要查看select，以获得更易于控制的超时。 - user4581301

@n.m.：我理解操作系统的这种行为。但是我想知道为什么每次调用read()都会返回所需的字节数。 - bushmills

我不明白你想说什么。如果你要求读取N个字节，你可能会得到从0到N个字节的任何数量。前面那句话有问题吗？ - n. m.

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Jens · Accepted Answer

我怀疑您正在使用Linux。read命令的manpage中说：

当成功时，返回读取的字节数（零表示文件结尾），并且文件位置将按此数字向前移动。如果此数字小于请求的字节数，则不是错误；

TCP套接字模拟字节流而不是块或消息定向协议。在套接字上调用read，如果应用程序的缓冲区中有任何数据可用，则返回。原则上，数据到达网络卡后，然后转移到内核空间，在那里由内核和网络堆栈处理。最后，read系统调用从内核空间获取数据并将其传输到用户空间。

从套接字读取时，您必须预期可以读取任意数量的字节。调用read会在读取缓冲区中有任何内容或发生错误时立即返回。您无法预测或假设可能可用多少字节。

此外，调用可能在未读取任何内容的情况下返回，因为操作系统已被中断。当调试或分析应用程序时，这经常发生。您必须在应用程序层面处理这种情况。

完整的接收路径在需要高数据速率或低延迟时会变得非常复杂。内核和网卡实施了许多优化，例如将负载分散到各个核心，增加局部性并将处理卸载到网卡上。以下是一些你可能会感兴趣的附加链接：

https://www.lmax.com/blog/staff-blogs/2016/05/06/navigating-linux-kernel-network-stack-receive-path/ ：浏览Linux内核网络栈接收路径
https://blog.cloudflare.com/how-to-achieve-low-latency/：如何实现低延迟
http://blog.packagecloud.io/eng/2016/06/22/monitoring-tuning-linux-networking-stack-receiving-data：监控和调整Linux网络堆栈接收数据
http://syuu.dokukino.com/2013/05/linux-kernel-features-for-high-speed.html：用于高速的Linux内核功能