Linux下非阻塞socket详解：实现高效网络通信 (linux非阻塞socket)
在进行网络通信的过程中，一个外界的请求发送到服务器，服务器需要尽快地处理这个请求并返回响应。然而，如果在传输数据的过程中发生了阻塞，那么整个程序将会被卡住，导致程序无法正常运行。为了解决这个问题，Linux操作系统引入了非阻塞socket，它可以使得I/O操作不再阻塞，在程序的执行中，可以快速处理外界请求。
1. 什么是非阻塞socket
在Linux下，我们通常使用socket来进行网络编程。socket可以进行两种方式的I/O操作：阻塞和非阻塞。非阻塞I/O操作指的是在没有准备好的数据时，不会一直进行等待，而是立即返回一个错误码。这种操作通常需要与select()或epoll()等系统调用一起使用，以实现异步I/O操作。
对于阻塞I/O操作，它会等待直到有数据可以被读取或写入。当没有数据可以被读取或写入的时候，整个程序就会被挂起，直到有数据可以被读取或写入。这会导致程序变得十分低效。
相对于阻塞socket，非阻塞socket更加高效。它可以等待多个文件描述符上的事件，并在一个线程中同时处理多个任务。这使得程序可以同时处理多个I/O任务，使得整体执行速度更快。
2. 实现非阻塞socket
实现非阻塞socket并不难。在创建socket的时候，需要使用下面的语句将socket设置为非阻塞模式：
“`
fcntl(sockfd, F_SETFL, fcntl(sockfd, F_GETFL, 0) | O_NONBLOCK);
“`
这里，fcntl()系统调用用于改变文件描述符的属性。其中，之一个参数sockfd是需要操作的socket文件描述符，第二个参数F_SETFL用于设置socket的属性，第三个参数用于获取当前socket的属性，并且加上O_NONBLOCK参数后返回给fcntl()函数。
当我们将socket设置为非阻塞模式以后，我们就可以调用read()和write()等函数进行非阻塞式的I/O操作了。如果当前没有数据可以读取或写入，那么read()和write()函数会立即返回，并且设置errno为EAGN或EWOULDBLOCK。此时，我们需要等待一段时间，再次尝试进行读取或写入操作。
但是，在非阻塞socket中，我们不能直接使用常规的read()和write()函数进行读写操作。我们需要使用select()或epoll()系统调用来进行异步I/O操作。在这两种系统调用中，我们需要将每个非阻塞socket的文件描述符添加到读或写的中。当某个文件描述符读或写准备就绪时，我们就可以对它进行操作了。
3. 非阻塞socket的优点
相较于传统的阻塞式I/O，非阻塞socket具有下面几个优点：
（1）提高程序的效率。由于可以异步进行多个I/O操作，非阻塞socket可以大大提高程序的执行效率。
（2）减少资源的浪费。由于非阻塞socket避免了程序长时间的等待，可以减少服务器资源的浪费。
（3）更好的适应性。在高并发的网络环境下，非阻塞socket可以更好地适应大量的请求，并从中获取更多的收益。
4. 非阻塞socket的适用场景
非阻塞socket适用于如下的场景：
（1）高并发请求。由于非阻塞socket可以并发执行多个I/O操作，适用于高并发请求的场景。
（2）繁忙的I/O操作。当I/O操作较为繁忙时，使用非阻塞socket可以避免程序因为等待而耗费大量的时间。
（3）实时数据处理。在需要对实时数据进行快速处理的场景中，使用非阻塞socket可以保证数据的及时性。
5.
Linux下的非阻塞socket是网络通信过程中不可或缺的一部分。非阻塞socket可以大大提高程序的效率，减少服务器资源的浪费，并且更好地适应高并发的网络环境。在实际的网络编程中，我们需要注意其使用方法，并且需要使用select()或epoll()来进行异步I/O操作。在使用过程中，我们需要注意一些细节，比如如何处理非阻塞I/O操作返回的错误码等。
相关问题拓展阅读：
linux socket 非阻塞模式编程，客户端连接断掉或者异常，为什么还能write成功，返回大于0？
客户端连接断掉，不见得会立即被网卡驱动检测到，数据只是存入本地的写缓冲区，不代表对端就收到了。
在系统实时性要求不早升高高的情况下，可以采用心跳检测机制，客户端每秒钟发送一个KeepAlive消息给服务端，连续5s没收到服务端笑隐就可以认为连接断开陆尺了。
write应该会成功
如果是send的话，应该会失败吧
socket编程在windows和linux下的区别
下面大概分几个方面进行罗列：
Linux要包含
#include
#include
#include
#include
等头文件，而windows下则是包含
#include
。
Linux中socket为整形，Windows中为一个SOCKET。
Linux中关闭socket为close，Windows中为closesocket。
Linux中有变量socklen_t，Windows中直接为int。
因为linux中的socket与普通的fd一样，所以可以在TCP的socket中，发送与接收数据时，直接使用read和write。而windows只能使用recv和send。
设置socet选项，比如设置socket为非阻塞的。Linux下为
flag = fcntl (fd, F_GETFL);
fcntl (fd, F_SETFL, flag | O_NONBLOCK);
，Windows下为
flag = 1;
ioctlsocket (fd, FIONBIO, (unsigned long *) &flag);
。
当非阻塞socket的TCP连接正在进行时，Linux的错误号为EINPROGRESS，Windows的错误号为WSAEWOULDBLOCK。
file
Linux下面，文件换行是春携仔”\n”，而windows下面是”\r\n”。
Linux下面，目录分隔符是”/”，而windows下面是”\”。
Linux与Windows下面，均可以使用stat调用来查询文件信息。但是，Linux只支持2G大小，而Windows只支持4G大小。为了支持更大的文件查询，可以在隐猜Linux环境下加
_FILE_OFFSET_BITS=64定义，在Windows下面使用_stat64调用，入参为struct __stat64。
Linux中可根据stat的st_mode判断文件类型，有S_ISREG、S_ISDIR等宏。Windows中没有，需要自己定义相应的宏，如
#define S_ISREG(m) (((m) &) == ())
#define S_ISDIR(m) (((m) &) == ())
Linux中删除文件是unlink，Windows中为DeleteFile。
time
Linux中，time_t结构是长整形。而windows中，time_t结构是64位的整形。如果要在windows始time_t为32位无符号整形，可以加宏定义，_USE_32BIT_TIME_T。
Linux中，sleep的单位为秒。Windows中，Sleep的单位为毫秒。即，Linux下sleep (1)，在Windows环境下则需要Sleep (1000)。
Windows中的timecmp宏，不支持大于等于或者小于等于。
Windows中没有struct timeval结构的加减宏可以使用，需要手动定义：
#define MICROSECONDS (1000 * 1000)
#define timeradd(t1, t2, t3) do { \
(t3)->tv_sec = (t1)->tv_sec + (t2)->tv_sec; \
(t3)->tv_usec = (t1)->tv_usec + (t2)->tv_usec % MICROSECONDS;\
if ((t1)->tv_usec + (t2)->tv_usec > MICROSECONDS) (t3)->tv_sec ++;\
扒汪 } while (0)
#define timersub(t1, t2, t3) do { \
(t3)->tv_sec = (t1)->tv_sec – (t2)->tv_sec; \
(t3)->tv_usec = (t1)->tv_usec – (t2)->tv_usec; \
if ((t1)->tv_usec – (t2)->tv_usec tv_usec –, (t3)->tv_usec += MICROSECONDS; \
} while (0)
调用进程
Linux下可以直接使用system来调用外部程序。Windows更好使用WinExec，因为WinExec可以支持是打开还是隐藏程序窗口。用WinExec的第二个入参指明，如
SW_SHOW/SW_HIDE。
杂项
Linux为srandom和random函数，Windows为srand和rand函数。
Linux为snprintf，Windows为_snprintf。
同理，Linux中的strcasecmp，Windows为_stricmp。
错误处理
Linux下面，通常使用全局变量errno来表示函数执行的错误号。Windows下要使用GetLastError ()调用来取得。
Linux环境下仅有的
这些函数或者宏，Windows中完全没有，需要用户手动实现。
atoll
long long
atoll (const char *p)
{
int minus = 0;
long long value = 0;
if (*p == ‘-‘)
{
minus ++;
p ++;
}
while (*p >= ‘0’ && *p tv_sec = (long) (t /);
tv->tv_usec = (long) (t %);
}
if (tz)
{
if (!tzflag)
{
_tzset ();
tzflag++;
}
tz->tz_minuteswest = _timezone / 60;
tz->tz_dsttime = _daylight;
}
return 0;
}
编译相关
当前函数，Linux用__FUNCTION__表示，Windows用__func__表示。
Socket 编程 windows到Linux代码移植遇到的问题
1)头文件
windows下winsock.h/winsock2.h
linux下sys/socket.h
错误处理：errno.h
2)初始化
windows下需要用WSAStartup
linux下不需要
3)关闭socket
windows下closesocket(…)
linux下close(…)
4)类型
windows下SOCKET
linux下int
如我用到的一些宏：
#ifdef WIN32
typedef int socklen_t;
typedef int ssize_t;
#endif
#ifdef __LINUX__
typedef int SOCKET;
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned long DWORD;
#define FALSE 0
#define SOCKET_ERROR (-1)
#endif
5)获取错误码
windows下getlasterror()/WSAGetLastError()
linux下errno变量
6)设置非阻塞
windows下ioctlsocket()
linux下fcntl()
7)send函数最后一个参数
windows下一般设置为0
linux下更好设置为MSG_NOSIGNAL，如果不设置，在发送出错后有可 能会导致程序退出。
8)毫秒级时间获取
windows下GetTickCount()
linux下gettimeofday()
3、多线程
多线程: (win)process.h –〉(linux)pthread.h
_beginthread –> pthread_create
_endthread –> pthread_exit
windows与linux平台使用的socket均继承自Berkeley socket(rfc3493)，他们都支持select I/O模型，均支持使用getaddrinfo与getnameinfo实现协议无关编程。但存在细微差别，
主要有：
头文件及类库。windows使用winsock2.h(需要在windows.h前包含)，并要链接库ws2_32.lib；linux使用netinet/in.h, netdb.h等。
windows下在使用socket之前与之后要分别使用WSAStartup与WSAClean。
关闭socket，windows使用closesocket，linux使用close。
send*与recv*函数参数之socket长度的类型，windows为int，linux为socklen_t，可预编译指令中处理这一差异，当平台为windows时#define socklen_t unsigned int。
select函数之一个参数，windows忽略该参数，linux下该参数表示中socket的上限值，一般设为sockfd(需select的socket) + 1。
windows下socket函数返回值类型为SOCKET(unsigned int)，其中发生错误时返回INVALID_SOCKET(0)，linux下socket函数返回值类型int, 发生错误时返回-1。
另外，如果绑定本机回环地址，windows下sendto函数可以通过，linux下sendto回报错：errno=22, Invalid arguement。一般情况下均绑定通配地址。
转载jlins
下面大概分几个方面进行罗列:
Linux要包含
#include
#include
#include
#include
等头文件，而windows下则是包含
#include
。
Linux中socket为整形，Windows中为一个SOCKET。
Linux中关闭socket为close，Windows中为closesocket。
Linux中有变量socklen_t，Windows中直接为int。
因为linux中的socket与普通的fd一样，所以可以在TCP的socket中，发送与接收数据时，直接使用read和write。而windows只能使用recv和send。
设置socet选项，比如设置socket为非阻塞的。Linux下为
flag = fcntl (fd， F_GETFL)；
fcntl (fd， F_SETFL， flag | O_NONBLOCK)；
，Windows下为
flag = 1；
ioctlsocket (fd， FIONBIO， (unsigned long *) &flag)；
。
当非阻塞socket的TCP连接正在进行时，Linux的错误号竖笑为EINPROGRESS，Windows的错误号为WSAEWOULDBLOCK。
file
Linux下面，文件换行是”\n”，而windows下面是”\r\n”。
Linux下面，目录分隔符是”/”，而windows下面是”\”。
Linux与Windows下面，均可以使用stat调用来查询文件信息。但是，Linux只支持2G大小，而Windows只支持4G大小。为了支持更大的文件查询，可以在Linux环境下加
_FILE_OFFSET_BITS=64定义，在Windows下面使用_stat64调用，入参为struct __stat64。
Linux中可根据stat的st_mode判断文件类型，有S_ISREG、S_ISDIR等宏。罩圆Windows中没有，需要自己定义相应的宏，如
#define S_ISREG(m) (((m) &) == ())
#define S_ISDIR(m) (((m) &) == ())
Linux中删除文件是unlink，Windows中为DeleteFile。
time
Linux中，time_t结构是长整形。而windows中，time_t结构是64位的整形。如果要在windows始time_t为32位无符号整形，可以加宏定义，_USE_32BIT_TIME_T。
Linux中，sleep的单位为秒。Windows中，Sleep的单位为毫秒。即，Linux下sleep (1)，在Windows环境下则需要Sleep (1000)。
Windows中的timecmp宏，不支持大于等于或者余闷含小于等于。
Windows中没有struct timeval结构的加减宏可以使用，需要手动定义:
#define MICROSECONDS (1000 * 1000)
#define timeradd(t1， t2， t3) do { \
(t3)->tv_sec = (t1)->tv_sec + (t2)->tv_sec； \
(t3)->tv_usec = (t1)->tv_usec + (t2)->tv_usec % MICROSECONDS；\
if ((t1)->tv_usec + (t2)->tv_usec > MICROSECONDS) (t3)->tv_sec ++；\
} while (0)
#define timersub(t1， t2， t3) do { \
(t3)->tv_sec = (t1)->tv_sec – (t2)->tv_sec； \
(t3)->tv_usec = (t1)->tv_usec – (t2)->tv_usec； \
if ((t1)->tv_usec – (t2)->tv_usec tv_usec –， (t3)->tv_usec += MICROSECONDS； \
} while (0)
调用进程
Linux下可以直接使用system来调用外部程序。Windows更好使用WinExec，因为WinExec可以支持是打开还是隐藏程序窗口。用WinExec的第二个入参指明，如
SW_SHOW/SW_HIDE。
杂项
Linux为srandom和random函数，Windows为srand和rand函数。
Linux为snprintf，Windows为_snprintf。
同理，Linux中的strcasecmp，Windows为_stricmp。
错误处理
Linux下面，通常使用全局变量errno来表示函数执行的错误号。Windows下要使用GetLastError ()调用来取得。
Linux环境下仅有的
这些函数或者宏，Windows中完全没有，需要用户手动实现。
atoll
long long
atoll (const char *p)
{
int minus = 0；
long long value = 0；
if (*p == ‘-‘)
{
minus ++；
p ++；
}
while (*p >= ‘0’ && *p tv_sec = (long) (t /)；
tv->tv_usec = (long) (t %)；
}
if (tz)
{
if (，tzflag)
{
_tzset ()；
tzflag++；
}
tz->tz_minuteswest = _timezone / 60；
tz->tz_dsttime = _daylight；
}
return 0；
}
编译相关
当前函数，Linux用__FUNCTION__表示，Windows用__func__表示。
Socket 编程 windows到Linux代码移植遇到的问题
1)头文件
windows下winsock.h/winsock2.h
linux下sys/socket.h
错误处理:errno.h
2)初始化
windows下需要用WSAStartup
linux下不需要
3)关闭socket
windows下closesocket(…)
linux下close(…)
4)类型
windows下SOCKET
linux下int
如我用到的一些宏:
#ifdef WIN32
typedef int socklen_t；
typedef int ssize_t；
#endif
#ifdef __LINUX__
typedef int SOCKET；
typedef unsigned char BYTE；
typedef unsigned long DWORD；
#define FALSE 0
#define SOCKET_ERROR (-1)
#endif
5)获取错误码
windows下getlasterror()/WSAGetLastError()
linux下errno变量
6)设置非阻塞
windows下ioctlsocket()
linux下fcntl()
7)send函数最后一个参数
windows下一般设置为0
linux下更好设置为MSG_NOSIGNAL，如果不设置，在发送出错后有可 能会导致程序退出。
8)毫秒级时间获取
windows下GetTickCount()
linux下gettimeofday()
3、多线程
多线程: (win)process.h –〉(linux)pthread.h
_beginthread –> pthread_create
_endthread –> pthread_exit
windows与linux平台使用的socket均继承自Berkeley socket(rfc3493)，他们都支持select I/O模型，均支持使用getaddrinfo与getnameinfo实现协议无关编程。但存在细微差别，
主要有:
头文件及类库。windows使用winsock2.h(需要在windows.h前包含)，并要链接库ws2_32.lib;linux使用netinet/in.h， netdb.h等。
windows下在使用socket之前与之后要分别使用WSAStartup与WSAClean。
关闭socket，windows使用closesocket，linux使用close。
send*与recv*函数参数之socket长度的类型，windows为int，linux为socklen_t，可预编译指令中处理这一差异，当平台为windows时#define socklen_t unsigned int。
select函数之一个参数，windows忽略该参数，linux下该参数表示中socket的上限值，一般设为sockfd(需select的socket) + 1。
windows下socket函数返回值类型为SOCKET(unsigned int)，其中发生错误时返回INVALID_SOCKET(0)，linux下socket函数返回值类型int， 发生错误时返回-1。
另外，如果绑定本机回环地址，windows下sendto函数可以通过，linux下sendto回报错:errno=22， Invalid arguement。一般情况下均绑定通配地址。
关于linux非阻塞socket的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
