20250903的学习笔记

一、TCP编码

(1)核心过程详解

1. 建立连接:三次握手

connect()accept() 之间,内核自动完成了 TCP 的三次握手,确保双方都准备好收发数据。

  • 编码体现 :你无需在代码中手动实现握手,但必须理解 connect() 会阻塞直到握手成功或失败。
2. 数据传输:循环读写

这是编码的核心。TCP 是面向字节流的 ,它不保证 send()recv() 的一次调用能处理完所有数据。

  • 发送端 (send)

    • 关键send() 的返回值表示实际成功放入内核发送缓冲区的字节数 ,这个值可能小于你要求发送的长度(len)。

    • 编码模式:必须循环发送,确保所有数据都被处理。

    c

    复制代码
    const char *data = "Hello, World!";
    size_t total_sent = 0;
    size_t len = strlen(data) + 1; // 包括字符串结束符
    
    while (total_sent < len) {
        ssize_t bytes_sent = send(conn_fd, data + total_sent, len - total_sent, 0);
        if (bytes_sent == -1) {
            perror("send");
            break;
        }
        total_sent += bytes_sent;
    }
  • 接收端 (recv)

    • 关键recv() 的返回值表示实际从内核接收缓冲区读取到的字节数

      • > 0:成功读取到的字节数。

      • = 0:对方已优雅地关闭连接(FIN)。

      • -1:出错。

    • 编码模式:必须循环读取,直到收完预期长度的数据或连接关闭。

    c

    复制代码
    char buffer[1024];
    size_t total_received = 0;
    size_t expected_len = 100; // 假设我们预期要接收100字节
    
    while (total_received < expected_len) {
        ssize_t bytes_received = recv(conn_fd, buffer + total_received, sizeof(buffer) - total_received - 1, 0);
        if (bytes_received == 0) {
            printf("Peer has closed the connection.\n");
            break;
        } else if (bytes_received == -1) {
            perror("recv");
            break;
        }
        total_received += bytes_received;
    }
    buffer[total_received] = '\0'; // 如果当字符串使用,添加结束符
3. 关闭连接

TCP 连接是双全工的,可以独立关闭每一方的读写。

  • shutdown():更优雅地控制连接关闭方向。

    • SHUT_WR:关闭写端。发送 FIN 给对方,表明"我数据发完了,但还可以收"。这是优雅关闭的常见方式。

    • SHUT_RD:关闭读端(较少用)。

    • SHUT_RDWR:等同于先后调用 SHUT_RDSHUT_WR

  • close():将套接字引用计数减1。当引用计数为0时,系统会发送 FIN 并完全关闭连接,释放资源。

二、TCP和UDP的对比

特性 TCP UDP
连接类型 面向连接(三次握手) 无连接
可靠性 可靠传输(确认、重传、排序) 不可靠传输(不保证数据到达)
延迟 高延迟(连接建立和可靠传输的开销) 低延迟(无连接建立和可靠传输的开销)
数据边界 面向字节流(不保留数据边界) 面向数据报(保留数据边界)
流量控制 有(滑动窗口机制)
拥塞控制 有(拥塞控制算法)
适用场景 文件传输、网页浏览、电子邮件等 视频流、语音通信、实时游戏等
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