openssl之BIO系列之16---BIO对(pair)类型BIO
BIO对(pair)类型BIO
---依据openssl doc\crypto\bio_s_bio.pod翻译和自己的理解写成
（作者：DragonKing, Mail: wzhah@263.net ,公布于：http://gdwzh.126.com之o
penssl专业论坛）
前面我们已经介绍过BIO对的概念。事实上更进一步。BIO对也是作为一种source/sin
k类型的BIO来处理的。也就是说。BIO里面还提供了一种专门的BIO_METHO方法来处理BI
O对的各种操作。BIO对类型的BIO各种相关的函数定义例如以下(openssl\bio.h)：
BIO_METHOD *BIO_s_bio(void);
#define BIO_make_bio_pair(b1,b2) (int)BIO_ctrl(b1,BIO_C_MAKE_BIO_PAIR,0
,b2)
#define BIO_destroy_bio_pair(b) (int)BIO_ctrl(b,BIO_C_DESTROY_BIO_PAIR,
0,NULL)
#define BIO_shutdown_wr(b) (int)BIO_ctrl(b, BIO_C_SHUTDOWN_WR, 0, NULL)
#define BIO_set_write_buf_size(b,size) (int)BIO_ctrl(b,BIO_C_SET_WRITE_
BUF_SIZE,size,NULL)
#define BIO_get_write_buf_size(b,size) (size_t)BIO_ctrl(b,BIO_C_GET_WRI
TE_BUF_SIZE,size,NULL)
int BIO_new_bio_pair(BIO **bio1, size_t writebuf1, BIO **bio2, size_t w
ritebuf2);
#define BIO_get_write_guarantee(b) (int)BIO_ctrl(b,BIO_C_GET_WRITE_GUAR
ANTEE,0,NULL)
size_t BIO_ctrl_get_write_guarantee(BIO *b);
#define BIO_get_read_request(b) (int)BIO_ctrl(b,BIO_C_GET_READ_REQUEST,
0,NULL)
size_t BIO_ctrl_get_read_request(BIO *b);
int BIO_ctrl_reset_read_request(BIO *b);
能够看到。这些函数中大多数是宏定义函数而且都是基于BIO_ctrl函数的。
BIO对类型的BIO是一对source/sink型的BIO，数据一般是从一个BIO缓冲写入。从另
一个BIO读出。事实上，从源码（bss_bio.c）能够看出。所谓的BIO对仅仅是将两个BIO的
终端输出（BIO结构中參数peer的ptr成员）相互设置为对方，从而形成一种对称的结构
，例如以下：
bio1->peer->ptr=bio2
bio2->peer->ptr=bio1
数据流向1(写bio1,读bio2)：--->bio1--->bio2--->
数据流行2(写bio2,读bio1)：--->bio2--->bio1--->
由于没有提供内部数据结构的内存锁结构(lock)，所以，一般来说这个BIO对的两个
BIO都必须在一个线程下使用。
由于BIO链一般是以一个source/sink BIO结束的，所以就
能够实现应用程序通过控制BIO对的一个BIO从而控制整个BIO链的数据处理。事实上。也就
相当于BIO对给应用程序提供了一个处理整个BIO链的入口。
上次我们说BIO对的时候就说
过，BIO对的一个典型应用就是在应用程序里面控制TLS/SSL的I/O接口，一般来说。在应
用程序想在TLS/SSL中使用非标准的传输方法或者不适合使用标准的socket方法的时候就
能够採用这个方案来实现。
前面提过，BIO对释放的时候，须要分别释放两个BIO，假设在使用BIO_free或者BI
O_free_all释放了当中一个BIO的时候。还有一个BIO就也必需要释放。
当BIO对使用在双向应用程序的时候，如TLS/SSL，一定要对写缓冲区里面的数据执
行flush操作。
当然，也能够通过在BIO对中的还有一个BIO调用BIO_pending函数。假设有
数据在缓冲区中，那么就将它们读出并发送究竟层的传输通道中区。为了使请求或BIO_
should_read函数调用成功（为true），在运行不论什么正常的操作（如select）之前，都必
须这样做才行。
以下举一个样例说明运行flush操作的重要性：
考虑在TLS/SSL握手过程中，採用了BIO_write函数发送了数据，对应的操作应该使
BIO_read。BIO_write操作成功运行并将数据写入到写缓冲区中。
BIO_read调用開始会失
败，BIO_should_retry返回true。
假设此时对写缓冲区不运行flush操作。那么BIO_rea
d调用永远不会成功，由于底层传输通道会一直等待直到数据有效（但数据却在写缓冲区
里，没有传究竟层通道）。
【BIO_s_bio】
该函数返回一个BIO对类型的BIO_METHOD。其定义例如以下：
static BIO_METHOD methods_biop =
{ BIO_TYPE_BIO,
"BIO pair",
bio_write,
bio_read,
bio_puts,
NULL /* 未定义 bio_gets */,
bio_ctrl,
bio_new,
bio_free,
NULL /* 未定义 bio_callback_ctrl */
};
从定义中能够看到，该类型的BIO不支持BIO_gets的功能。
BIO_read函数从缓冲BIO中读取数据，假设没有数据，则发出一个重试请求。
BIO_write函数往缓冲BIO中写入数据，假设缓冲区已满，则发出一个重试请求。
BIO_ctrl_pending和BIO_ctrl_wpending函数能够用来查看在读或写缓冲区里面有效
的数据的数量。
BIO_reset函数将写缓冲区里面的数据清除。
【BIO_make_bio_pair】
该函数将两个单独的BIO连接起来成为一个BIO对。
【BIO_destroy_pair】
该函数跟上面的函数相反，它将两个连接起来的BIO对拆开。假设一个BIO对中的任
何一个BIO被释放，该操作会自己主动运行。
【BIO_shutdown_wr】
该函数关闭BIO对的当中一个BIO。一个BIO被关闭后，针对该BIO的不论什么写操作都会
返回错误。从还有一个BIO读数据的时候要么返回剩余的有效数据，要么返回EOF。
【BIO_set_write_buf_size】
该函数设置BIO的缓冲区大小。
假设该BIO的缓存区大小没有初始化。那么就会使用
默认的值。大小为17k。这对于一个TLS记录来说是足够大的了。
【BIO_get_write_buf_size】
该函数返回写缓冲区的大小。
【BIO_new_bio_pair】
该函数我们在前面的《BIO系列之9---BIO对的创建和应用》中已经做了具体的介绍
，事实上。它是调用了BIO_new,BIO_make_bio_pair和BIO_set_write_buf_size函数来创建
一对BIO对的。假设两个缓冲区长度的參数都为零。那么就会使用默认的缓冲区长度。
【BIO_get_write_guarantee和BIO_ctrl_get_write_guarantee】
这两个函数返回当前可以写入BIO的数据的最大长度。假设往BIO写入的数据长度比
该函数返回的数据长度大，那么BIO_write返回的写入数据长度会小于要求写入的数据，
假设缓冲区已经满了。则会发出一个重试的请求。
这两个函数的唯一不同之处是一个使
用函数实现的。一个是使用宏定义实现的。
【BIO_get_read_request和BIO_ctrl_get_read_request】
这两个函数返回要求发送的数据的长度，这一般是在对该BIO对的还有一个BIO运行读
操作时由于缓冲区数据为空导致失败时发出的请求。
所以，这通经常使用来表明如今应该写
入多少数据才干使接下来的读操作可以成功运行，这在TLS/SSL应用程序中是很实用的
，由于对于这个协议来说。读取的数据长度比缓冲区的数据长度通常要有意义的多。如
果在读操作成功之后调用这两个函数会返回0，假设在调用该函数之前有新的数据写入（
无论是部分还是所有满足须要读取的数据的要求），那么调用该函数也会返回0。理所当
然，该函数返回的数据长度肯定不会大于BIO_get_write_guarantee函数返回的数据长度
。
【BIO_ctrl_reset_read_request】
该函数就是把BIO_get_read_request要返回值设置为0。
【參考文档】
《BIO系列之9---BIO对的创建和应用》
