深入了解recv()函數

在進行網絡編程時，接收數據是至關重要的一步。而recv()函數是實現數據接收的重要函數之一，本文將詳細介紹recv()函數的使用方法和常見問題。

一、recv()函數的定義和原型

recv()函數為socket數據接收的一種通用方式。它有多種不同的用法，可以在不同的協議、不同的網絡類型上使用。此函數的可選參數非常多，可以控制超時、接收標誌等。

recv()函數的原型如下：

    #include <sys/socket.h>
    ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

其中，各個參數含義如下：

sockfd：需要接收數據的套接字文件描述符。
buf：接收數據的緩衝區。
len：緩衝區的長度。
flags：調用操作標誌位，可以控制接收的行為，包括超時、阻塞等等。

二、不同情形下的recv()函數

1. TCP協議下的recv()函數

以TCP協議下的情形作為示例，主要介紹三種情況下recv()函數的使用。分別是：

一次性接收所有數據;
限制每次接收的數據長度;
非阻塞式接收數據。

(1) 一次性接收所有數據

如果服務器一次性發送了足夠的數據，那麼客戶端就可以使用一次性接收的方法。接收完畢後，recv()函數會返回接收到的數據字節數。這時，可以通過數據的長度來判斷發送是否完成。

int sockfd, n;
char buffer[MAXLINE];
bzero(&buffer, sizeof(buffer));   // 清空緩衝區
n = recv(sockfd, buffer, MAXLINE, 0);   // 接收數據
printf("Message received: %s\n", buffer);

(2) 限制每次接收的數據長度

如果數據量太大，就需要分多次接收。此時需要考慮每次接收的數據長度。

int sockfd, n;
char buffer[MAXLINE];
bzero(&buffer, sizeof(buffer));
while ((n = recv(sockfd, buffer, MAXLINE, 0)) > 0) {   // 當接收到數據時
    printf("Message received: %s\n", buffer);
    bzero(&buffer, sizeof(buffer));   // 重置緩衝區
}

(3) 非阻塞式接收數據

在實際應用中，服務器可能不會一次性發送足夠的數據。此時，可以使用非阻塞模式接收數據。使用非阻塞模式時，如果沒有接收到數據，recv()函數會立即返回-1，並將errno設置為EAGAIN或EWOULDBLOCK。

#include <fcntl.h>
int sockfd, n, flags;
char buffer[MAXLINE];
bzero(&buffer, sizeof(buffer));
flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);   // 將套接字設為非阻塞模式
while ((n = recv(sockfd, buffer, MAXLINE, 0)) > 0 || errno == EAGAIN) {   // 接收數據
    if (n > 0) {
        printf("Message received: %s\n", buffer);
        bzero(&buffer, sizeof(buffer));   // 重置緩衝區
    }
}
fcntl(sockfd, F_SETFL, flags);   // 將套接字設為阻塞模式

2. UDP協議下的recv()函數

UDP協議下recv()函數需要設置socket套接字為非阻塞模式，否則recv()函數會一直等待數據的到來。

#include <fcntl.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
int sockfd, n, flags;
struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
char buffer[MAXLINE];
socklen_t len;
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
len = sizeof(cliaddr);
flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);   // 將套接字設為非阻塞模式
while (1) {
    n = recvfrom(sockfd, buffer, MAXLINE, 0, (struct sockaddr *)&cliaddr, &len);
    if (n < 0) {
        if (errno == EAGAIN) continue;
        else break;
    }
    printf("Message received: %s\n", buffer);
    bzero(&buffer, sizeof(buffer));   // 重置緩衝區
}
fcntl(sockfd, F_SETFL, flags);   // 將套接字設為阻塞模式

三、recv()函數的注意事項

1. recv()函數在處理TCP數據流時需要注意粘包問題

由於TCP協議是面向流的，因此在發送數據流時，很可能導致兩次發送的數據合併為一個數據包。如果在接收端沒有處理好這個問題，就會產生錯誤。在接收數據的時候，需要正確地分離每一個TCP數據段，避免處理數據時發生混亂。可以通過下面的方法解決這個問題。

依次讀入數據，存儲在緩存區。當緩存區的數據達到我們需要的長度時，開始處理這個數據。
讀入數據時，記錄上一次讀入數據的長度，然後將這個長度和當前的長度相加。如果這個值小於接收緩存長度MAXLINE，說明本次讀取的數據中沒有發生粘包。否則，需要將緩存區的數據截成兩部分，第一部分是上一次長度和本次長度之和減去MAXLINE，第二部分從剛才的長度差處截斷。

2. recv()函數在處理UDP數據時可能因為數據遲到導致接收失敗

UDP協議本身不保證可靠性，也不保證數據的傳輸順序。如果在UDP數據傳輸過程中出現網絡擁塞、丟包、延遲等情況，就有可能導致接收端無法接收到數據。此時，可以使用setsockopt()函數設置UDP套接字的接收緩存大小，增加接收成功的概率。

int sockfd, n;
char buffer[MAXLINE];
bzero(&buffer, sizeof(buffer));
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &n, sizeof(n));   // 增加接收緩存大小
while ((n = recv(sockfd, buffer, MAXLINE, 0)) > 0) {
    printf("Message received: %s\n", buffer);
    bzero(&buffer, sizeof(buffer));   // 重置緩衝區
}

3. recv()函數在處理大數據量時可能會阻塞

如果一次性接收大量數據，會導致程序阻塞。此時，可以使用非阻塞式接收數據。

四、總結

綜上所述，本文對recv()函數進行了詳細介紹，從定義和原型、不同情形下的使用方式、注意事項等多個方面進行了分析。通過本文的介紹，相信大家對recv()函數的使用有了更深入的理解，可以更好地進行網絡編程。

原創文章，作者：小藍，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-hant/n/308512.html