linux網絡編程之socket（六） 利用recv和readn函數實現readline函數

在前面的文章中，我們為了避免粘包問題，實現了一個readn函數讀取固定字節的數據。如果應用層協議的各字段長度固 定，用readn來讀是非常方便的。例如設計一種客戶端上傳文件的協議，規定前12字節表示文件名，超過12字節的文件名截 斷，不足12字節的文件名用'\0'補齊，從第13字節開始是文件內容，上傳完所有文件內容後關閉連接，服務器可以 先調用readn讀12個字節，根據文件名創建文件，然後在一個循環中調用read讀文件內容並存盤，循環結束的條件是read返 回0。

字段長度固定的協議往往不夠靈活，難以適應新的變化。前面講過的TFTP協議的各字段是可變長的，以'\0'為 分隔符，文件名可以任意長，再看blksize等幾個選項字段，TFTP協議並沒有規定從第m字節到第n字節是blksize的值，而是 把選項的描述信息“blksize”與它的值“512”一起做成一個可變長的字段。

因此，常見的應用層協議都是帶有可變長字段的，字段之間的分隔符用換行'\n'的比用'\0'的更常見 ，如HTTP協議。可變長字段的協議用readn來讀就很不方便了，為此我們實現一個類似於fgets的readline函數。

首先來看一個跟read 相似的系統函數recv。

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

recv函數與read函數 類似，但只能讀取套接字描述符，而不能是一般的文件描述符，且多了一個標志參數。

flags參數比較重要的有兩個 ，一個是MSG_OOB，即讀取帶外數據時候的選項，tcp頭部有一個緊急指針16位的值。另一個是MSG_PEEK，即從緩沖區返回數 據但不清空緩沖區，這點與read是不同的。

下面使用封裝後的recv函數實現readline函數：

/* recv()只能讀寫套接字，而不能是一般的文件描述符 */
ssize_t recv_peek(int sockfd, void *buf, size_t len)
{
    while (1)
    {
    
        int ret = recv(sockfd, buf, len, MSG_PEEK); // 設置標志位後讀取後不清除緩沖區
        if (ret == -1 && errno == EINTR)
            continue;
        return ret;
    }
}
    
/* 讀到'\n'就返回，一行最多為maxline個字符 */
ssize_t readline(int sockfd, void *buf, size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    char *bufp = buf;
    int nleft = maxline;
    int count = 0;
    
    while (1)
    {
        ret = recv_peek(sockfd, bufp, nleft);
        if (ret < 0)
            return ret; // 返回小於0表示失敗
        else if (ret == 0)
            return ret; //返回0表示對方關閉連接了
    
        nread = ret;
        int i;
        for (i = 0; i < nread; i++)
        {
            if (bufp[i] == '\n')
            {
                ret = readn(sockfd, bufp, i + 1);
                if (ret != i + 1)
                    exit(EXIT_FAILURE);
    
                return ret + count;
            }
        }
        if (nread > nleft)
            exit(EXIT_FAILURE);
        nleft -= nread;
        ret = readn(sockfd, bufp, nread);
        if (ret != nread)
            exit(EXIT_FAILURE);
    
        bufp += nread;
        count += nread;
    }
    
    return -1;

在readline函數中，我們先用recv_peek”偷窺“ 一下現在緩沖區有多少個字符，然後查看是否存在換行符 '\n'，如果存在，則使用readn連通換行符一起讀取，如果不存在，則也先將前面的數據讀取進bufp, 且移動bufp 的位置，回到while循環開頭，再從當前bufp位置窺看，注意，當我們調用readn讀取數據時，那部分緩沖區是會被清空的， 因為readn調用了read函數，還需注意一點是，如果第二次才讀取到了'\n'，則先用count保存了第一次讀取的字符 個數，然後返回的ret需加上原先的數據大小。

使用 readline函數也可以認為是解決粘包問題的一個辦法，即以'\n'為結尾當作一條消息。對於服務器端來說 可以在前面的fork程序的基礎上把do_service函數更改如下：

void do_echoser(int conn)
{
    char recvbuf[1024];
    while (1)
    {
        memset(recvbuf, 0, sizeof(recvbuf));
        int ret = readline(conn, recvbuf, 1024);
        if (ret == -1)
            ERR_EXIT("readline error");
        else if (ret  == 0)   //客戶端關閉
        {
            printf("client close\n");
            break;
        }
    
        fputs(recvbuf, stdout);
        writen(conn, recvbuf, strlen(recvbuf));
    }
}

客戶端的更改也是類似的，不再贅述，測試輸出也是正常的。