第三章-套接字编程

套接字结构一般从内核到进程.从进程到内核,其中从内核到进程是值-结果参数的例子

地址转换函数推荐使用inet_ntop,inet_pton适用于ipv4跟ipv6

套接字地址结构

struct sockaddr_in{

 uint8_t sin_len;//长度 posix规范不需要这个

sa_family_t sin_family; //协议族,无符号短整数.一般表示AF_INET

in_port_t  sin_port;//端口

struct in_addr sin_addr;//32位ip地址

char sin_zero[8];//没用

}

通用套接字地址结构

struct sockaddr{

uint8_t sa_len;

sa_family_t sa_family;

char sa_data[14];

}

值-结果参数传递

一个套接字函数传递一个套接字结构一般是用指针.不过结构的长度其传递方式取决于是从进程到内核还是内核到进程

(1) 从进程到内核传递函数:bind.connect,sendto.这些函数一个参数是套接字地址指针.一个是该结构整数大小

exmple

struct sockaddr_in serv;

connect(sockfd,(SA*)&serv,sizeof(serv));

(2)从内核到进程传递结构体函数4个:accept,recvform,getsockname,getpeername,一个参数为套接字指针,一个参数为int*指针

值-结果最常见的例子:返回套接字地址结构的长度.比如select函数.getsockopt函数的参数等

------------------以上看到I/O缓冲有很多疑惑.查博客得知-----------------------

 来源： http://www.cnblogs.com/xieweichong/p/4241029.html

stdio缓冲带来的弊端

stdio缓冲区是没法看到的

标准IO库提供缓冲的目的是尽可能减少使用read和write调用的次数，降低执行IO的时间，它提供三种类型的缓冲：

1. 全缓冲。在填满标准IO缓冲区4096Bytes后（缓冲区已满）才进行实际IO操作（通过write系统调用，将数据传递到内核高速缓冲区，最终内核将数据写入磁盘），对于磁盘文件通常就是全缓冲，上面的示例就是采用缓冲。
2. 行缓冲。在输入和输出中遇到换行符时（缓冲区已满）进行实际的IO操作（通过write系统调用，将数据传递到内核高速缓冲区，最终内核将数据写入磁盘），当涉及到一个终端时，通常使用行缓冲。使用最频繁的printf函数就是采用行缓冲，所以感觉不出缓冲的存在。
3. 不带缓冲。标准IO库不对字符进行缓冲存储。标准出错流stderr通常是不带缓冲的。

4. 　补充一下知识点：

   　　read()和write()系统调用在操作磁盘文件时不会直接发起磁盘请求，而是仅仅在用户空间缓冲区与内核缓冲区高速缓存之间复制数据。例如下面调用将3个字节的数据从用户空间内存传递到内核空间的缓冲区中。

   　　write(fd,"abc",3);

   　　write()随机返回。在后续某个时刻，内核会将其缓冲区中的数据写入（刷新至）磁盘。（因此，可以说系统调用与磁盘操作并不同步）

   　　与此同理，对输入而言，内核从磁盘中读取数据并存储到内核缓冲区中。read()调用将从该缓冲区中读取数据，直至把缓冲区中的数据读完，这时，内核会将文件的下一段内容读入缓冲区高速缓存。

   　　这样设计，使得read()和write()很快，不需要等待（缓慢的）磁盘操作。同时，这一设计也极为高效，因为这减少了内核必须执行的磁盘传输次数。（预读和满写）

   　　两句话：

   　　1.read()和write()负责在用户空间缓冲区和内核高速缓冲区高速缓存复制数据。

   　　2.内核负责从磁盘读数据到内核高速缓冲区（预读），以及当内核高速缓冲区满了，写到磁盘中去（满写）。

   
   
   
   

　　自 上而下，首先是通过stdio库将用户数据传递到stdio缓冲区（一般是4096Bytes，或者也可以有标准IO自动分配），该缓冲区位于用户态内存 区。当缓冲区满时（行缓冲遇到‘\n',全缓冲满4096Bytes），stdio库会调用write()系统调用，将数据传递到内核高速缓冲区（位于内 核态内存区）。最终，内核发起磁盘操作，将数据传递到磁盘。

　　使用fflush()强制刷新stdio缓冲区（通过write()调用），将数据传递到内核高速缓冲区中。

　　fsync() syn()系统调用将使缓冲数据和与打开文件描述符fd相关的所有元数据都刷新到磁盘上。

　　首先要明白不带缓冲的概念：所谓不带缓冲，并不是指内核不提供缓冲，而是只单 纯的系统调用，不是函数库的调用。系统内核对磁盘的读写都会提供一个块缓冲，当用write函数对其写数据时，直接调用系统调用，将数据写入到块缓冲进行 排队，当块缓冲达到一定的量时，才会把数据写入磁盘。因此所谓的不带缓冲的I/O是指进程不提供缓冲功能。每调用一次write或read函数，直接系统 调用。
　　而带缓冲的I/O是指进程对输入输出流进行了改进，提供了一个流缓冲，当用fwrite函数网磁盘写数据时，先把数据写入流缓冲区中，当达到一定条件，比如流缓冲区满了，或刷新流缓冲，这时候才会把数据一次送往内核提供的块缓冲，再经块缓冲写入磁盘。
　　因此，带缓冲的I/O在往磁盘写入相同的数据量时，会比不带缓冲的I/O调用系统调用的次数要少。

　　自 上而下，首先是通过stdio库将用户数据传递到stdio缓冲区（一般是4096Bytes，或者也可以有标准IO自动分配），该缓冲区位于用户态内存 区。当缓冲区满时（行缓冲遇到‘\n',全缓冲满4096Bytes），stdio库会调用write()系统调用，将数据传递到内核高速缓冲区（位于内 核态内存区）。最终，内核发起磁盘操作，将数据传递到磁盘。

　　使用fflush()强制刷新stdio缓冲区（通过write()调用），将数据传递到内核高速缓冲区中。

　　fsync() syn()系统调用将使缓冲数据和与打开文件描述符fd相关的所有元数据都刷新到磁盘上。

　　首先要明白不带缓冲的概念：所谓不带缓冲，并不是指内核不提供缓冲，而是只单 纯的系统调用，不是函数库的调用。系统内核对磁盘的读写都会提供一个块缓冲，当用write函数对其写数据时，直接调用系统调用，将数据写入到块缓冲进行 排队，当块缓冲达到一定的量时，才会把数据写入磁盘。因此所谓的不带缓冲的I/O是指进程不提供缓冲功能。每调用一次write或read函数，直接系统 调用。
　　而带缓冲的I/O是指进程对输入输出流进行了改进，提供了一个流缓冲，当用fwrite函数网磁盘写数据时，先把数据写入流缓冲区中，当达到一定条件，比如流缓冲区满了，或刷新流缓冲，这时候才会把数据一次送往内核提供的块缓冲，再经块缓冲写入磁盘。
　　因此，带缓冲的I/O在往磁盘写入相同的数据量时，会比不带缓冲的I/O调用系统调用的次数要少。

 来源： http://www.cnblogs.com/youxin/p/4041027.html

fread就是通过read来实现的，fread是C语言的库，而read是系统调用
但是差别在read每次读的数据是调用者要求的大小，比如调 用要求读取10个字节数据，read就会读10个字节数据到数组中，而fread不一样，为了加快读的速度，fread每次都会读比要求更多的数据，然后 放到缓冲区中，这样下次再读数据只需要到缓冲区中去取就可以了。
fread每次会读取一个缓冲区大小的数据，32位下一般是4096个字节，相当于调用了read(fd,buf,4096)

比如需要读取512个字节数据，分4次读取，调用read就是：
for(i=0; i<4; ++i)
read(fd,buf,128)
一共有4次系统调用

而fread一次就读取了4096字节放到缓冲区了，所以省事了

比如用fgetc读一个字节，fgetc有可能从内核中预读1024个字节到I/O缓冲区中，再返回第一个字节，这时该文件在内核中记录的读写位置是1024，而在FILE结构体中记录的读写位置是1

 

#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
char buf[10];
int n;
n=read(STDIN_FILENO,buf,10);
if(n<0){
perror("read stdin_fileno");
exit(0);
}
write(STDOUT_FILENO,buf,n);
return 0;
}

在终端输入

[root@localhost test]# ./a.out
hello world   //从键盘输入
hello worl[root@localhost test]# d
bash: d: command not found
Shell进程创建a.out进程，a.out进程开始执行，而Shell进程睡眠等待a.out进程退出。
a.out调用read时睡眠等待，直到终端设备输入了换行符才从read返回，read只读走10个字符，剩下的字符仍然保存在内核的终端设备输入缓冲区中
a.out进程打印并退出，这时Shell进程恢复运行，Shell继续从终端读取用户输入的命令，于是读走了终端设备输入缓冲区中剩下的字符d和换行符，把它当成一条命令解释执行，结果发现执行不了，没有d这个命令。

来自为知笔记(Wiz)