linux網路編程之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函數讀取固定位元組的資料。如果應用程式層協議的各欄位長度固定，用readn來讀是非常方便的。例如設計一種用戶端上傳檔案的協議，規定前12位元組表示檔案名稱，超過12位元組的檔案名稱截斷，不足12位元組的檔案名稱用'\0'補齊，從第13位元組開始是檔案內容，上傳完所有檔案內容後關閉串連，伺服器可以先調用readn讀12個位元組，根據檔案名稱建立檔案，然後在一個迴圈中調用read讀檔案內容並存檔，迴圈結束的條件是read返回0。

欄位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協議的各欄位是可變長的，以'\0'為分隔字元，檔案名稱可以任意長，再看blksize等幾個選項欄位，TFTP協議並沒有規定從第m位元組到第n位元組是blksize的值，而是把選項的描述資訊“blksize”與它的值“512”一起做成一個可變長的欄位。

因此，常見的應用程式層協議都是帶有可變長欄位的，欄位之間的分隔字元用換行'\n'的比用'\0'的更常見，如HTTP協議。可變長欄位的協議用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，但只能讀取通訊端描述符，而不能是一般的檔案描述符，且多了一個標誌參數。

flags參數比較重要的有兩個，一個是MSG_OOB，即讀取帶外資料時候的選項，tcp頭部有一個緊急指標16位的值。另一個是MSG_PEEK，即從緩衝區返回資料但不清空緩衝區，這點與read是不同的。

下面使用封裝後的recv函數實現readline函數：

 C++ Code 

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/* recv()只能讀寫通訊端，而不能是一般的檔案描述符 */ ssize_t recv_peek(int sockfd, void *buf, size_t len) {     while (1)     {         int ret = recv(sockfd, buf, len, MSG_PEEK); // 設定標誌位後讀取後不清除緩衝區         if (ret == -1 && errno == EINTR)             continue;         return ret;     } } /* 讀到'\n'就返回，一行最多為maxline個字元 */ 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表示對方關閉串連了         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“ 一下現在緩衝區有多少個字元，然後查看是否存在分行符號'\n'，如果存在，則使用readn連通分行符號一起讀取，如果不存在，則也先將前面的資料讀取進bufp, 且移動bufp的位置，回到while迴圈開頭，再從當前bufp位置窺看，注意，當我們調用readn讀取資料時，那部分緩衝區是會被清空的，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儲存了第一次讀取的字元個數，然後返回的ret需加上原先的資料大小。

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'為結尾當作一條訊息。對於伺服器端來說可以在前面的fork程式的基礎上把do_service函數更改如下：

 C++ Code 

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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)   //用戶端關閉         {             printf("client close\n");             break;         }         fputs(recvbuf, stdout);         writen(conn, recvbuf, strlen(recvbuf));     } }

用戶端的更改也是類似的，不再贅述，測試輸出也是正常的。

參考：

《Linux C 編程一站式學習》

《TCP/IP詳解 卷一》

《UNP》