71-recvmsg 和 sendmsg 函数

这两个函数只适用于套接字描述符。read、readv、recv 和 recvfrom 能用的地方，recvmsg 都能使用，而且，recvmsg 能提供更多的功能。同样的，各种 output 类型的函数都可以替换成 sendmsg 函数。

所以，recvmsg 和 sendmsg 是之前我们学过的读写类函数的究极形态。这么强大的函数，使用起来也会相当的复杂，在本文，我们只讨论它的一部分功能，剩下的功能，以后再说。

1. 函数原型

ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int

这两个函数，把大多数的参数都放进了一个 struct msghdr 类型的结构体。接下来，我们就来看看这个结构体的样子。

2. msghdr{}

struct msghdr {
  void         *msg_name;       /* 套接字地址 */
  socklen_t     msg_namelen;    /* 地址长度 */
  struct iovec *msg_iov;        /* 散布/聚焦数组 */
  size_t        msg_iovlen;     /* msg_iov 的元素个数 */
  void         *msg_control;    /* 辅助数据 */
  size_t        msg_controllen; /* 辅助数据大小 */
  int           msg_flags;      /* 接收数据的标志，仅用于 recvmsg */

图1 msghdr{} 结构体

• msg_name 和 msg_namelen

这两个成员仅用于无连接的场合（比如无连接的 UDP 套接字）。它相当于 recvfrom 和 sendto 的最后两个参数。

msg_name 指向一个套接字地址结构，msg_namelen 则是该套接字地址结构的大小。对于 sendto 来说，msg_name 存入接收者的地址。对于 recv_msg 来说，它用来接收返回值（值-结果参数）。

• msg_iov 和 msg_iovlen

这两个成员和 writev 和 readv 函数没什么两样。

• msg_control 和 msg_controllen

这两个成员表示辅助数据的位置和大小。对于 recvmsg 来说，这个参数也是一个值-结果参数。关于辅助数据的含义，我们先不讨论它，以后我们遇到它的时候，再进行详细学习。因为就目前来说，我们还用不上它。

• msg_flags

这个成员只针对 recvmsg 函数有效。

recvmsg 被调用时，recvmsg 的最后一个参数 flags 的值会被复制到 msg_flags 成员并交由内核使用。当 recvmsg 返回时，msg_flags 会保存返回结果，因此 msg_flags 也是一个值结果参数。msg_flags 的返回结果可能是下面这些值：MSG_EOR、MSG_OOB、MSG_BCAST、MSG_MCAST、MSG_TRUNC、MSG_CTRUNC、MSG_NOTIFCATION. 千万别晕菜，这些东西你目前来说不需要去理解它是干嘛的……所以我们目前忽略掉它。

sendmsg 要想使用 flags，只能使用 sendmsg 函数的最后一个参数，而不应该使用 msg_flags 成员。

3. 实验

根据第 2 节中的情况，我们掌握前 4 个 msghdr{} 的前 4 个成员：msg_name, msg_namelen, msg_iov, msg_iovlen 即可。实验中，我们将之前写的 udp 回射程序进行改写，将 sendto 和 recvfrom 改成 sendmsg 和 recvmsg 即可。

如果你已经 clone 过这个代码了，请使用 ​​git pull​​​ 更新一下。本节程序所使用的程序路径是 ​​unp/program/advcio/rwmsg​​

udp 回射程序主要修改了两个地方：

• 将客户端的 sendto 修改成了 sendmsg
• 将服务器的 recvfrom 修改成了 recvmsg

3.1 程序代码

• 服务器端关键代码

void doServer(int sockfd) {
  char buf[4096];
  int nr, nw;
  struct sockaddr_in cliaddr;
  struct msghdr msg;
  struct iovec iov;
  socklen_t len;

  while(1) {
    // 填充 msghdr{} 结构体
    iov.iov_base = buf;
    iov.iov_len = 4096;
    msg.msg_name = &cliaddr;
    msg.msg_namelen = sizeof(cliaddr);
    msg.msg_iov = &iov;
    msg.msg_iovlen = 1;
    msg.msg_control = NULL;
    msg.msg_controllen = 20;
    msg.msg_flags = 0;
    // 接收数据
    nr = recvmsg(sockfd, &msg, 0);
    if (nr < 0) {
      if (errno == EINTR) continue;
      ERR_EXIT("recvfrom");
    }
    // 后面的部分是将数据处理后发送给客户端
    // ...

• 客户端代码

void doClient(int sockfd) {
  int ret, len, nr, nw;
  struct sockaddr_in servaddr;
  char prompt[64];
  char buf[4096];
  struct msghdr msg;
  struct iovec iov[2];
  strcpy(prompt, "send: ");

  ret = resolve(g_option.hostname, g_option.port, &servaddr);
  if (ret < 0) ERR_EXIT("resolve");

  while(1) {
    nr = iread(STDIN_FILENO, buf, 4096);
    if (nr < 0) {
      ERR_EXIT("iread");
    }
    else if (nr == 0) break;

    // 填充 msghdr{} 结构体
    iov[0].iov_base = prompt;
    iov[0].iov_len = strlen(prompt);
    iov[1].iov_base = buf;
    iov[1].iov_len = nr;
    msg.msg_name = &servaddr;
    msg.msg_namelen = sizeof(servaddr);
    msg.msg_iov = iov;
    msg.msg_iovlen = 2;
    msg.msg_control = NULL;
    msg.msg_controllen = 0;
    msg.msg_flags = 0;

    nw = sendmsg(sockfd, &msg, 0);

    // 从服务器接收数据
    // ...

3.2 运行结果

• 客户端

图2 客户端运行结果

• 服务器

图3 服务器运行结果

4. 总结

• 掌握 recvmsg 和 sendmsg 的基本用法