Linux socket里的send和recv，阻塞与非阻塞socket、TCP与UDP的区别

1. send函数

#include
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ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

参数：sockfd是socket()的返回值，文件描述符；buf是待发送数据所在的数据区的指针；len是发送数据的长度；flags标志位，默认为0。

返回值：（阻塞与非阻塞没有区别）>0表示成功将数据复制到缓冲区中，返回的值表示发送的字节数；=0表示对方主动关闭了连接过程；<0表示出错，会返回SOCKET_ERROR。

send发送数据实际上是将数据（应用层buf中的数据）拷贝到套接字sockfd的缓冲区（内核中的sockfd对应的发送缓冲区）中，内核中的发送缓存中的数据由协议（TCP，UDP没有发送缓冲区）传输。send函数将buf中的数据成功拷贝到发送缓冲区后就返回了，如果协议后续发送数据到接收端出现网络错误的话，那么下一个socket函数就会返回SOCKET_ERROR。

send发送数据时，首先比较待发送的数据长度len和套接字sockfd的发送缓冲区的长度，

　　（1）如果待发送数据的长度len大于sockfd发送缓冲区的长度，则返回SOCKET_ERROR；

　　（2）如果待发送数据的长度len小于等于sockfd发送缓冲区的长度，则再检查协议是否正在发送sockfd的发送缓冲区的数据，　

　　　　　　【1】如果正在发送，则等协议把发送缓冲区中的数据发送完毕后（这里应该有阻塞和非阻塞的区别，阻塞的话等待数据的发送完毕，非阻塞的话立即返回，并将errno置为EAGAIN），将待发送的数据拷贝到sockfd的发送缓冲区中；

　　　　　　【2】如果没有在发送数据，或发送缓冲区中没有数据，则比较sockfd的发送缓冲区的剩余空间和待发送数据的长度len：

　　　　　　　　A. 如果剩余空间大于待发送数据的长度len，则将buf里的数据拷贝到剩余空间里；

　　　　　　　　B. 如果剩余空间小于待发送数据的长度len，则等待协议把sockfd的发送缓冲区中的数据发送腾出空间（收到接收方的确认）（阻塞与非阻塞的区别，见ps的1），再将待发送数据拷贝到发送缓冲区中。

PS：1. 如果剩余空间小于待发送数据的长度len,阻塞socket会等待协议将发送缓冲区中的数据发送（缓冲区应该要收到接收方的确认之后，才能腾出空间），再拷贝待发送的数据并返回；非阻塞socket会尽力拷贝（能拷多少拷多少），返回已拷贝字节的大小，如果缓冲区可用空间为0，则返回-1，并置errno为EAGAIN(（不确定）。

2. TCP有发送缓冲区，数据发送是协议发送发送缓冲区的内容；UDP没有发送缓冲区，UDP有数据要发送时，直接发送到网络上，不会缓存。

3. 接收端的sockfd缓冲区（内核的缓冲区）收到数据包后，就会返回ACK，不会等待recv到用户空间再返回。

2. recv函数

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

参数：sockfd是socket()的返回值，文件描述符；buf是接受数据的缓存区的指针；len是发送数据的长度；flags标志位，默认为0。

返回值：（阻塞与非阻塞没有区别）>0表示成功，此时的值是接收到的数据大小；=0表示对方调用了close API来关闭连接；<0表示出错，<0且(errno == EINTR || errno == EWOULDBLOCK || errno == EAGAIN)的情况下认为连接是正常的，继续接收，此时，errno被设为下面的某个值：

　　EAGAIN：套接字已标记为非阻塞，而接收操作被阻塞或者接收超时，连接正常，继续接收

　　EBADF：sock不是有效的描述词

　　ECONNREFUSE：远程主机阻绝网络连接

　　EFAULT：内存空间访问出错

　　EINTR：操作被信号中断，连接正常，继续接收

　　EINVAL：参数无效

　　ENOMEM：内存不足

　　ENOTCONN：与面向连接关联的套接字尚未被连接上

　　ENOTSOCK：sock索引的不是套接字

recv仅仅将接收到的数据（存储在内核的接受缓冲区）拷贝到buf（应用层用户的缓存区）中，真正的接受数据是由协议（TCP/UDP，UDP调用的函数名称不同）完成的。

recv先检查sockfd的发送缓冲区中有没有数据：

　　（1）如果发送缓冲区中有数据，先等待sockfd的发送缓冲区的数据被协议发送完毕；如果协议在传送发送缓冲区的数据时出现网络错误，则返回SOCKET_ERROR；

　　（2）如果sockfd发送缓冲区中的数据发送完毕或者发送缓冲区中没有数据，则检查sockfd的接收缓冲区，如果接受缓冲区中没有数据或者协议正在接收数据，那么recv一直等待（阻塞socket将等待，非阻塞socket直接返回-1，errno置为EWOULDBLOCK），直到协议将数据接受完毕；当协议把数据接收完毕，recv函数就把sockfd的接受缓冲区中的数据拷贝到buf中，然后返回拷贝的字节数。（注：协议接收到的数据的长度可能大于buf的长度，此时要调用几次recv函数才能把sockfd接受缓冲区中的数据拷贝完。）

 3. 阻塞与非阻塞的区别

发送时：在发送缓冲区的空间大于待发送数据的长度的条件下，阻塞socket一直等到有足够的空间放待发送的数据，将数据拷贝到发送缓冲区中才返回；非阻塞socket在没有足够空间时，会拷贝部分，并返回已拷贝的字节数，置errno为EWOULDBLOCK（不确定置为啥）。

接收时：如果sockfd发送缓冲区中有数据，或接受缓冲区中无数据，或协议正在接受数据，阻塞socket都将等待，直到有数据可以拷贝到用户程序中；非阻塞socket会返回-1，置errno为EWOULDBLOCK，表示“没有数据，回头来看”。

4. TCP与UDP的区别，TCO如何使用缓冲区实现流量控制

TCP有发送缓冲区和接收缓冲区；UDP只有接受缓冲区，UDP发送时不缓存，直接发送出去。对于接收缓冲区，TCP和UDP的recv操作相同，分为阻塞与非阻塞socket。

TCP的sockfd的接收缓冲区如果满了之后，接收端通知发送端，接收窗口关闭（win=0），保证了TCP套接口接收缓冲区不溢出，从而实现可靠传输；如果发送方无视窗口大小，仍然发送，则接收方TCP丢失收到的包。这就是TCP的流量控制（流量控制是点对点的）

UDP的接受缓冲区满了之后，对方并不知道，新来的数据报无法进入缓冲区，直接被丢弃，所以UDP没有流量控制，快的发送者可以将慢的接收方淹没，导致接收方丢弃数据包。

5. send和recv图示