网络编程readn、writen和readline函数的编写
readn
在Linux中，read的声明为：
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
它的返回值有以下情形：
1.大于0，代表成功读取的字节数
2.等于0，代表读取到了EOF，一般是对方关闭了socket的写端或者直接close
3.小于0，出现错误。
我们编写一个readn函数，声明与read一致，但是，readn在未出错或者fd没有关闭的情况下，会读满count个字节。
ssize_t readn(int fd, void *buf, size_t count) { size_t nleft = count; //剩余的字节数 ssize_t nread; //用作返回值 char *bufp = (char*)buf; //缓冲区的偏移量 while(nleft > 0) { nread = read(fd, bufp, nleft); if(nread == -1) { if(errno == EINTR) continue; return -1; // ERROR } else if(nread == 0) //EOF break; nleft -= nread; bufp += nread; } return (count - nleft); }
readn的返回值含义如下：
1.小于0，出错
2.等于0，对方关闭
3.大于0，但是小于count，对方关闭
4.count，代表读满count个字节
writen
write函数的声明如下：
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
man手册中对write的返回值描述如下：
On success, the number of bytes written is returned (zero indicates nothing was writ‐
ten). On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.
If count is zero and fd refers to a regular file, then write() may return a failure
status if one of the errors below is detected. If no errors are detected, 0 will be
returned without causing any other effect. If count is zero and fd refers to a file
other than a regular file, the results are not specified.
解释如下：
成功时，返回成功写入的字节数，否则返回-1，并设置相应的errno。
如果count为0，并且fd指向一个普通文件，那么当探测到错误时返回-1.如果没有错误发生，返回0，不会产生任何影响。
如果count为0，并且fd指向的不是普通文件，那么结果未定义。
我们不去追究write为0的情形。编写write如下：
ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count) { size_t nleft = count; ssize_t nwrite; const char *bufp = (const char*)buf; while(nleft > 0) { nwrite = write(fd, bufp, nleft); if(nwrite <= 0) // ERROR { if(nwrite == -1 && errno == EINTR) continue; return -1; } nleft -= nwrite; bufp += nwrite; } return count; }
从代码中可以看出，writen要么写满count字节，要么失败。
readline
在网络编程中，很多协议是基于文本行的，例如HTTP和FTP，还有telnet，他们的消息每行都是以\r\n作为结束标志的。于是我们开发一个readline函数，声明如下：
ssize_t readline(int sockfd, void *usrbuf, size_t maxlen)
readline函数的语义是：
如果碰不到\n，那么读取maxlen-1个字节，最后一个位置补充\0。
否则读取到\n，在后面加一个\0。如果中间遇到EOF，直接返回0，而不是已经读取的字节数。
我们先给出一种低效的实现：
ssize_t readline_slow(int fd, void *usrbuf, size_t maxlen) { char *bufp = usrbuf; //记录缓冲区当前位置 ssize_t nread; size_t nleft = maxlen - 1; //留一个位置给 '\0' char c; while(nleft > 0) { if((nread = read(fd, &c, 1)) < 0) { if(errno == EINTR) continue; return -1; }else if(nread == 0) // EOF { break; } //普通字符 *bufp++ = c; nleft--; if(c == '\n') break; } *bufp = '\0'; return (maxlen - nleft - 1); }
这个的思路很简单，每次读取一个字节，直到遇到换行符为止。
这种实现是低效的，因为每次读取一个字节，都要进行一次系统调用。
在网络编程中，还有一个函数叫做recv，如下：
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
它相对于read，多了一个flags选项。
有一个选项为MSG_PEEK，描述如下：
This flag causes the receive operation to return data from the beginning of the
receive queue without removing that data from the queue. Thus, a subsequent
receive call will return the same data.
大致意思是它从内核中读取数据，但并不会将数据移除，所以这个flag起到了一个预览内核数据的作用。这样我们就可以先从内核中读取一大块数据，检查其中是否存在\n，如果不存在，这么将这些数据全部读取，如果存在，则读取到\n为止。
我们先实现recv_peek函数：
ssize_t recv_peek(int sockfd, void *buf, size_t len) { int nread; do { nread = recv(sockfd, buf, len, MSG_PEEK); } while(nread == -1 && errno == EINTR); return nread; }
readline函数的实现如下：
ssize_t readline(int sockfd, void *usrbuf, size_t maxlen) { // size_t nleft = maxlen - 1; char *bufp = usrbuf; //缓冲区位置 size_t total = 0; //读取的字节数 ssize_t nread; while(nleft > 0) { //预读取 nread = recv_peek(sockfd, bufp, nleft); if(nread <= 0) return nread; //检查\n int i; for(i = 0; i < nread; ++i) { if(bufp[i] == '\n') { //找到\n size_t nsize = i+1; if(readn(sockfd, bufp, nsize) != nsize) return -1; bufp += nsize; total += nsize; *bufp = 0; return total; } } //没找到\n if(readn(sockfd, bufp, nread) != nread) return -1; bufp += nread; total += nread; nleft -= nread; } *bufp = 0; return maxlen - 1; }
我们编写的这三个函数后面可以用于处理TCP分包问题，后面写文章叙述。