1 概述
套接字的默认状态是阻塞的，这意味着当发出一个不能立即完成的套接字调用时，其进程将会投入睡眠，等待相应操作完成，可能阻塞的套接字调用可分为以下四类。
- 输入操作，包括read、readv、recv、recvfrom和recvmsg共五个函数。对于非阻塞的套接字，如果输入操作不能被满足（对于TCP套接字即至少有一个字节的数据可读，对于UDP套接字即有一个完整的数据报可读），相应调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。
- 输出操作，包括write、writev、send、sendto和sendmsg共5个函数。对于一个TCP套接字，内核将从应用进程的缓冲区到该套接字的发送缓冲区复制数据。对于阻塞的套接字，如果其发送缓冲区没有空间，进程将被投入睡眠，直到有空间为止。
对于非阻塞的TCP套接字，如果其发送缓冲区中根本没有空间，输出函数调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。如果其发送缓冲区中没有空间，返回值将是内核能够复制到该缓冲区中的字节数。这个字节数也称为不足计数（short count）。
UDP套接字不存在真正的发送缓冲区，内核只是复制应用进程数据并把它沿协议栈向下传送，渐次冠以UDP首部和IP首部。因此对一个阻塞的UDP套接字（默认设置），输出函数调用将不会因与TCP套接字一样的原因而阻塞，不过可能因其他原因而阻塞。 - 接受外来连接，即accept函数。如果对一个阻塞的套接字调用accept函数，并且尚无新的连接到达，调用进程将被投入睡眠。
如果对一个非阻塞的套接字调用accept函数，并且尚无新的连接到达，accept调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误。 - 发起外出连接，即用于TCP的connect函数。（connect函数同样可用于UDP，不过它不能使一个“真正”的连接建立起来，它只是使内核保存对端的IP地址和端口号）。
对于一个非阻塞的TCP套接字调用connect，并且连接不能立即建立，那么连接的建立能照样发起（譬如送出TCP三路握手的第一个分组），不过会返回一个EINPROGRESS错误。
2 非阻塞读和写：str_cli函数（修订版）
我们维护着两个缓冲区：to容纳从标准输入到服务器去的数据，fr容纳自服务器到标准输出来的数据。图1-1展示了to缓冲区的组织和指向该缓冲区中的指针。
图1-1 容纳从标准输入到套接字的数据的缓冲区
其中toiptr指针指向从标准输入读入的数据可以存放的下一个字节，tooptr指向下一个必须写到套接字的字节。有（toiptr-tooptr）个字节需要写到套接字。可从标准输入读入的字节数是（&to[MAXLINE]-toiptr）。一旦tooptr移动到toiptr，这两个指针就一起恢复到缓冲区开始处。
图1-2展示了fr缓冲区相应的组织。
图1-2 容纳从套接字到标准输出的数据的缓冲区
下面给出了本函数的一部分。
void str_cli( FILE *fp, int sockfd )
{
int maxfdp1, val, stdineof;
ssize_t n, nwritten;
fd_set rset, wset;
char to[ MAX_MESG_SIZE ], fr[ MAX_MESG_SIZE ];
char *toiptr, *tooptr, *friptr, *froptr;
// 使用fcntl把所有3个描述符都设置为非阻塞，包括连接到服务器的套接字、标准输入和标准输出
val = fcntl( sockfd, F_GETFL, 0 );
fcntl( sockfd, F_SETFL, val | O_NONBLOCK );
val = fcntl( STDIN_FILENO, F_GETFL, 0 );
fcntl( STDIN_FILENO, F_SETFL, val | O_NONBLOCK );
val = fcntl( STDOUT_FILENO, F_GETFL, 0 );
fcntl( STDIN_FILENO, F_SETFL, val | O_NONBLOCK );
// 初始化指向两个缓冲区的指针，并把最大的描述符号加1，以用做select的第一个参数
toiptr = tooptr = to; // initialize buffer pointers
friptr = froptr = fr;
stdineof = 0;
maxfdp1 = max( max( STDIN_FILENO, STDOUT_FILENO ), sockfd ) + 1;
//这个版本的主循环也是一个select调用后跟对所关注各个条件所进行的单独测试
for( ; ; )
{
// 两个描述符集都先清零再打开最多2位。如果在标准输入上尚未读到EOF，而且在to缓冲区中有至少一个字节
// 的可用空间，那就打开描述符集中对应标准输入的位。如果在fr缓冲区中至少一个字节的可用空间，那就打
// 开描述符集中对应套接字的位。最后，如果在fr缓冲区中有要写到标准输出的数据，那就打开写描述符集中
// 对应标准输出的位
FD_ZERO( &rset );
FD_ZERO( &wset );
if( stdineof == 0 && toiptr < &to[ MAX_MESG_SIZE ] )
FD_SET( STDIN_FILENO, &rset ); // read from stdin
if( fripter < &fr[ MAX_MESG_SIZE ] )
FD_SET( sockfd, &rset ); // read from socket
if( tooptr != toiptr )
FD_SET( sockfd, &wset ); // data to write to sockfd
if( froptr != friptr )
FD_SET( STDOUT_FILENO, &wset ); // data to write to stdout
// 调用select，等待4个可能条件中任何一个变为真。我们没有为本select设置超时。
select( maxfdp1, &rset, &wset, NULL, NULL );
// 如果标准输入可读，那就调用read。指定的第三个参数是to缓冲区中的可用空间量
if( FD_ISSET( STDIN_FILENO, &rset ) )
{
if( ( n = read( STDIN_FILENO, toiptr, &to[ MAX_MESG_SIZE ] - toiptr ) ) < 0 )
{
// 如果发生一个EWOULDBLOCK错误，我们就忽略它。通常情况下这种条件“不应该发生”，因为这种条件意味着，
// select告知我们相应描述符可读，然而read该描述符却返回EWOULDBLOCK错误，不过我们无论如何还是处
// 理这种条件。
if( errno != EWOULDBLOCK )
{
printf( " read error on stdin\n " );
exit( 1 );
}
}
// 如果read返回0，那么标准输入处理就此结束，我们还设置stdineof标志。如果在to缓冲区中不再有数据要发送
// （即tooptr等于toiptr），那就调用shutdown发送FIN到服务器。如果在to缓冲区仍有数据要发送，FIN的发送
// 就得推迟到缓冲区中数据已写到套接字之后。
else if( n == 0 )
{
fprintf( stderr, " %s: EOF on stdin\n ", gf_time() );
stdineof = 1; // all done with stdin
if( tooptr == toiptr )
shutdown( sockfd, SHUT_WR ); // send FIN
}
// 当read返回数据时，我们相应地增加toiptr。我们还打开写描述符集中与套接字对应的位，使得以后在本循环
// 对应该位的测试为真，从而导致调用write写到套接字。
else
{
fprintf( srderr, " %s: read %d bytes from stdin\n ", gf_time(), n );
toiptr += n; // just read
FD_SET( sockfd, &wset ); // try and write to sockfd below
}
}
// 这段代码类似刚才讲解的处理标准输入可读条件的if语句。如果read返回EWOULDBLOCK错误，那么不做任何处理。
// 如果遇到来自服务器的EOF，那么若我们已经在标准输入上遇到EOF则没有问题，否则来自服务器的EOF并非预期。
// 如果read返回一些数据，我们就相应地增加friptr，并把写描述符集中与标准输出对应的位打开，以尝试在本函
// 数第三部分中将这些数据写到标准输出
if( FD_ISSET( sockfd, &rset ) )
{
if( ( n = read( sockfd, friptr, &fr[ MAX_MESG_SIZE ] - friptr ) ) < 0 )
{
if( errno != EWOULDBLOCK )
{
printf( " read error on socket\n " );
exit( 1 );
}
}
else if( n == 0 )
{
fprintf( stderr, " %s: EOF on stdin\n ", gf_time() );
if( stdineof )
return 0; // normal termination
else
{
printf( " str_cli: server terminated prematurely " );
exit( 1 );
}
}
else
{
fprintf( srderr, " %s: read %d bytes from socket\n ", gf_time(), n );
toiptr += n; // just read
FD_SET( sockfd, &wset ); // try and write to below
}
}
// 如果标准输出可写而且要写的字节数大于0，那就调用write。如果返回EWOULDBLCOK错误。那么不做任何处理。
// 注意这种条件完全可能发生，因为本函数第二部分末尾的代码在不清楚write是否会成功的前提下就打开了写描述
// 符集中与标准输出对应的位
if( FD_ISSET( STDOUT_FILENO, &wset ) && ( ( n = friptr - froptr ) > 0 ) )
{
if( ( nwritten = write( STDOUT_FILENO, froptr, n ) ) < 0 )
{
if( errno != EWOULDBLOCK )
{
printf( " write error to stdout\n " );
exit( 1 );
}
}
// 如果write成功，froptr就增加写处的字节数。如果输出指针（froptr）追上输入指针（friptr），这两个指针
// 就同时恢复为指向缓冲区开始
else
{
fprintf( stderr, " %s: wrote %d bytes to stdout\n ", gf_time(), nwritten );
froptr += nwritten; // just written
if( froptr == friptr )
froptr = friptr = fr; // back to beginning of buffer
}
}
// 这段代码类似刚才讲解的处理标准输出可写条件的if语句。唯一的差别是当输出指针追上输入指针时，不仅这两
// 个指针同时恢复到缓冲区开始处，而且如果已经在标准输入上遇到EOF就要发送FIN到服务器
if( FD_ISSET( sockfd, &wset ) && ( ( n = toiptr - tooptr ) > 0 ) )
{
if( ( nwritten = write( sockfd, tooptr, n ) ) < 0 )
{
if( errno != EWOULDBLOCK )
{
printf( " write error to socket\n " );
exit( 1 );
}
}
else
{
fprintf( stderr, " %s: wrote %d bytes to socket\n ", gf_time(), nwritten );
tooptr += nwritten; // just written
if( tooptr == toiptr )
toiptr = tooptr = to; // back to beginning of buffer
if( stdineof )
shutdown( sockfd, SHUT_WR ); // send FIN
}
}
}
}下面给出本函数调用的gf_time函数。
char * gf_time( void )
{
struct timeval tv;
static char str[ 30 ];
char *ptr;
if( gettimeofday( &tv, NULL ) < 0 )
{
printf( " gettimeofday error\n " );
exit( 1 );
}
ptr = ctime( &tv.tv_sec );
strcpy( str, &ptr[ 11 ] );
// Fri Sep 13 00:00:00 1986\n\0
// 0123456789012345678901234 5
snprintf( str + 8, sizeof( str ) - 8, " .%06ld ", tv.tv_usec );
return( str );
}gf_time函数返回一个含有当前时间的字符串，包括微秒，格式如下。
12:34:56.123456
这里特意采用与tcpdump的时间戳输出一致的格式。
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