ネットワークプログラミング-read()/write()/assert()関数

序文
TCPベースのネットワークプログラミングではread/recvを用いてデータを受信し,write/sendを用いてデータを送信する.sendto/recvfromはTCPデータ伝送にも使用可能
1.read関数

[1]ヘッダファイル

unistd.h

[2]関数プロトタイプ

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

機能:記述子fdが指すファイルからcount文字をbufが指すキャッシュ領域の

に読み出す.

パラメータ:

fd:ファイル記述子

buf:読み出しデータを格納アドレス

count:読み込む文字

[3]関数の戻り値:いくつかの状況に分ける

1)通常ファイルからのreadデータ

成功:読み出されたバイト数

を返す

ファイルの末尾またはデータなしで読み取り可能:0

を返します.

エラー:-1

を返します.

指定バイト数を読む前にファイルの末尾まで読む場合、例えば、ファイルの末尾までに30バイトがあり、100バイトを読む必要がある場合、readは30を返し、次にreadを呼び出すと、0(ファイルの末尾)

を返す.

2)デバイスファイルからのreadデータ

端末という装置では、通常1行ずつ読み、改行まで読むと

を返す.

がreadを呼び出すと、端末が改行文字を入力するまで待機し、残りのデータはカーネル端末装置バッファ

に保存される.

3)readソケット用

相手が接続を終了すると0

に戻る.

読み出し中に信号が中断する:一部のデータを読み出した場合は読み出したデータを返し、読み出しがない場合は-1、errnoはEINTR

である.

[4]補足:socket readのブロックと非ブロック

ブロックsocket:readは、データが戻ってくるのを待つことをブロックし続け、データ量にかかわらず実際に読み取った文字数

を返す.

非ブロックsocket:socket受信バッファにデータがあるかどうかにかかわらずすぐに戻り、実際に読み取った文字長を返すデータがあり、データ戻り-1がなく、errnoはEWOULDBLOCKまたはEAGAIN(ブロックに設定すべきことを示す)

である.

2.write関数

[1]ヘッダファイル

unistd.h

[2]関数プロトタイプ

ssize_t write(int fd, void *buf, size_t length);

機能:bufが指すバッファから記述子fdが指すファイルにlengthバイトを書き込む

.

[3]関数の戻り値:

成功:書き込み文字数

を返します.

失敗:-1

を返します.

ブロックおよび非ブロック戻り値:

ブロック:readとは異なり(実際に読み取った文字数を返す)、writeはバッファがbuffer全体を置くのに十分な場合にのみ

を返す.

非ブロック:ドロップ可能なバイト数を返し、その後呼び出しは-1を返し、errno=EAGAINまたはEWOULDBLOCK

を返す.


3.送信および受信バッファ&&read/write呼び出しブロック

write成功

writeは正常に返されたが、bufのデータがkernelのTCP送信バッファにコピーされただけである.データがいつネットワークに送信されるか、いつ相手のホストに受信されるか、いつ相手のプロセスに読み込まれるかについては、システム呼び出しレベルでは保証や通知は与えられません.

送信側および受信側キャッシュ

は、TCPまたはUDP

にかかわらず、socketごとに独自の送信および受信バッファを有する.

send buffer:ネットワークに送信されたデータは依然としてsend bufferに一時保存する必要があり、相手のackを受信した後、kernelはbufferからこのデータの一部を消去し、後続の送信データのために空間

を空ける.

receive buffer:受信側は受信したデータをreceive bufferに一時保存し、自動的に確認する.しかし、socketが存在するプロセスが直ちにreceive bufferからデータを取り出すことができなければ、最終的にreceive bufferが満たされ、TCPのスライドウィンドウと混雑制御のため、受信側は送信側がその送信データ

を阻止する.

writeおよびread呼び出しブロック

write呼び出しブロック:一般的に、受信側プロセスがsocketからデータを読み出す速度が送信側プロセスがsocketにデータを書き込む速度に追いつかないため、最終的に送信側write呼び出しブロック

を招く.

read呼び出しブロック:socketのreceive bufferからアプリケーションのbufferにデータをコピーし、read呼び出しブロックは、通常、送信側のデータが

に達していない.

4.assert()関数

[1]ヘッダファイル

assert.h

[2]実装

C標準ライブラリでは、assertは関数

ではなくマクロで実現される.

式:int assert(int expression);

機能:式expressionを先に計算し、値が0の場合、stderrにエラー情報を印刷し、abort()を呼び出して

の実行を終了します.

[3]用法まとめ

関数の開始時に入力パラメータの妥当性を検証する

int resetBufferSize(int nNewSize)
{
　　assert(nNewSize >= 0);
　　assert(nNewSize <= MAX_BUFFER_SIZE);
　　...
}

は一度に1つの条件のみを検証し、複数を検証すると、断言失敗はどの条件エラー

であるかを直観的に判断できない.

環境を変更する文

assert(i++ < 100)
   i    100， ++

を使用できないエラー、例えばiが実行される前に100である場合、i++というコマンドは

を実行しない.

[4]assertの欠点と回避

頻繁に呼び出すと、プログラムのパフォーマンスに大きく影響し、追加のオーバーヘッド

が増加します.

回避:デバッグが終了した後、assert.hヘッダファイルの前に#define NDEBUGを追加してassert呼び出しを禁止する

#include 

#define NDEBUG
#include 

参考記事:
http://www.cnblogs.com/xiehongfeng100/p/4619451.html
http://www.cnblogs.com/Dscxy/p/4103833.html
http://www.cnblogs.com/ggzss/archive/2011/08/18/2145017.html
2017.11.03