阻塞IO
用户层：
cs
char buf[1024];
recv(fd, buf, sizeof(buf), 0);// 程序卡在这里等待数据内核
1、检查socket接收缓冲区是否有数据
2、若无数据：
•将进程状态设为TASK_INTERRUPTIBLE（可中断睡眠）
•进程从CPU运行队列移出，触发调度器切换其他进程运行
3、数据到达：
•网卡触发硬件中断→ 内核将数据拷贝到接收缓冲区
•唤醒进程（状态改为TASK_RUNNING），重新加入运行队列
非阻塞IO
函数原型：int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg*/ );
用户层：
cs
fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK); // 设置非阻塞标志
while (1) {
int n = recv(fd, buf, sizeof(buf), 0);
if (n >= 0) break; // 数据就绪
if (errno != EAGAIN) exit(1); // 错误处理
usleep(1000); // 避免CPU占满
}1、检查接收缓冲区，无论是否就绪都立即返回结果
2、无数据时：返回EAGAIN错误码，进程继续执行（不进入睡眠）
IO多路复用
IO多路复用是一种单线程或单进程管理多个文件描述符（如套接字）的技术，核心是通过系统调用监视多个IO操作的状态，当某个IO操作就绪（可读、可写或发生异常）时，通知应用程序进行处理
select
select函数
头文件：#include <sys/socket.h> #include <sys/types.h>
函数原型：int select(int nfds, fd_set*readfds, fd_set*writefds,fd_set*exceptfds, struct timeval*timeout);
参数：
•nfds要监视的最大的文件描述符+1
•readfds要监视的读文件描述符集合，如果不关心，可以传NULL
•writefds要监视的写文件描述符集合，如果不关心，可以传NULL
•exceptfds要监视的异常文件描述符集合，如果不关心，可以传NULL
•timeout超时时间如果是NULL表示永久阻塞
返回值：成功返回返回就绪的文件描述符的个数，失败返回-1（并重置错误码）
poll
poll函数
头文件：#include <sys/socket.h> #include <sys/types.h>
函数原型：int poll(struct pollfd*fds, nfds_tnfds, int timeout);
参数：
•fds一个指向pollfd结构体数组的指针，它描述了要监视的文件描述符及其事件
•nfdsfds数组中有效描述符元素的数量
•timeout是等待时间，单位为毫秒
返回值：成功返回结构体中revents域不为0的文件描述符个数；如果在超时前没有任何事件发生，poll()返回0，失败返回-1（并重置错误码）
IO多路复用
并发服务器
服务器模型
服务器模型有两种：循环服务器、并发服务器
循环服务器:循环服务器在同一个时刻只能响应一个客户端的请求
并发服务器:并发服务器在同一个时刻可以响应多个客户端的请求
TCP服务器默认的就是一个循环服务器，因为有两个阻塞的函数accept和recv之间相互影响
UDP服务器默认的就是一个并发服务器，因为只有一个阻塞的函数recvfrom
多线程并发服务器
实现原理：
流程：
主线程
创建监听Socket → bind() → listen()
while (1) {accept()接收新连接→ 创建子线程处理连接}
子线程
recv()/send()处理客户端请求
close()关闭连接
实现原理：
fork()模型：
•主进程监听连接，子进程处理请求
•父子进程完全独立，崩溃互不影响
预fork优化：
•启动时预先创建多个子进程（类似Apache）
•通过共享监听socket（SO_REUSEPORT）实现负载均衡
主进程：
•1.创建监听Socket → bind() → listen()
•2. while (1) {accept()接收新连接→ fork()创建子进程处理连接}
子进程：
•1. close()关闭监听Socket（继承自父进程）
•2. recv()/send()处理客户端请求
•3. exit()退出
IO多路复用并发服务器
|---------------------------------|-----------------------------|----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 主线程 |||
| 1.创建监听Socket → bind() →listen() | 2.初始化fd_set集合，将监听Socket加入集合 | 3. while (1) { select()监听所有fd →返回就绪的fd数量 for (每个就绪的fd) { if (是监听Socket) →accept()新连接并加入fd_set else → recv()/send()处理数据 } } |
pollfd结构体
cs
struct pollfd {
int fd; // 文件描述符
short events; // 等待的事件
short revents; // 实际发生的事件
};| 事件类型 | 常值 | 说明 |
|---|---|---|
| 读事件 | POLLIN | 普通或优先带数据可读 |
| 读事件 | POLLPRI | 高优先级数据可读 |
| 写事件 | POLLOUT | 普通或优先带数据可写 |
| 写事件 | POLLWRNORM | 普通数据可写 |
| 错误事件 | POLLERR | 发生错误 |
| 错误事件 | POLLHUP | 发生挂起 |
| 错误事件 | POLLNVAL | 描述符不是打开的文件 |
TCP/IP协议
常见协议头分析
TCP/IP协议网络封包格式
|------------|----------|-----|-----|-----|-----|-----|-----|-----------|
| 源端口（16bit） || 目的端口（16bit） |||||||
| 序号（32bit） |||||||||
| 确认号（32bit） |||||||||
| 源IP地址（32bit） |||||||||
| 数据偏移（4bit） | 保留(6bit) | URG | ACK | PSH | PSH | SYN | FIN | 窗口（16bit） |
| 校验和（16bit） || 紧急指针（16bit） |||||||
| 选项（长度可变） ||||| 填充 ||||
|-----|------|-----------|-----|-----|
| 版本号 | 首部长度 | 服务类型（TOS） | 总长度 ||
| 标识 ||| 标志位 | 片偏移 |
| 生存时间（TTL） || 协议 | 首部检验和 ||
| 源IP地址 |||||
| 目的IP地址 |||||
| 选项字段（长度可变） ||| 填充 ||
| 数据 |||||
TCP/IP协议数据封装过程
抓包工具wireshark的使用
TCP沾包问题及解决方案
TCP沾包问题
TFTP协议
TFTP协议格式
TFTP通讯流程
