【Python基础入门】什么是socket?socket缓冲区与阻塞！

　　什么是socket?socket的原意是“插座”，在计算机通信领域，socket被翻译为“套接字”，它是计算机之间进行通信的一种约定或一种方式。

　　通过socket这种约定，一台计算机可以接收其他计算机的数据，也可以向其他计算机发送数据。我们把插头插到插座上就能从电网获得电力供应，同样，为了与远程计算机进行数据传输，需要连接到因特网，而socket 就是用来连接到因特网的工具。

　　socket缓冲区与阻塞

　　socket缓冲区

　　每个socket被创建后，都会分配两个缓冲区，输入缓冲区和输出缓冲区。write()/send() 并不立即向网络中传输数据，而是先将数据写入缓冲区中，再由TCP协议将数据从缓冲区发送到目标机器。一旦将数据写入到缓冲区，函数就可以成功返回，不管它们有没有到达目标机器，也不管它们何时被发送到网络，这些都是TCP协议负责的事情。

　　TCP协议独立于write()/send()函数，数据有可能刚被写入缓冲区就发送到网络，也可能在缓冲区中不断积压，多次写入的数据被一次性发送到网络，这取决于当时的网络情况、当前线程是否空闲等诸多因素，不由程序员控制。read()/recv() 函数也是如此，也从输入缓冲区中读取数据，而不是直接从网络中读取。

　　这些I/O缓冲区特性可整理如下：

　　I/O缓冲区在每个TCP套接字中单独存在;

　　I/O缓冲区在创建套接字时自动生成;

　　即使关闭套接字也会继续传送输出缓冲区中遗留的数据;

　　关闭套接字将丢失输入缓冲区中的数据。

　　输入输出缓冲区的默认大小一般都是8K!

　　阻塞模式

　　对于TCP套接字(默认情况下)，当使用send() 发送数据时：

　　(1) 首先会检查缓冲区，如果缓冲区的可用空间长度小于要发送的数据，那么send()会被阻塞(暂停执行)，直到缓冲区中的数据被发 送到目标机器，腾出足够的空间，才唤醒send()函数继续写入数据。

　　(2) 如果TCP协议正在向网络发送数据，那么输出缓冲区会被锁定，不允许写入，send()也会被阻塞，直到数据发送完毕缓冲区解锁，send()才会被唤醒。

　　(3) 如果要写入的数据大于缓冲区的最大长度，那么将分批写入。

　　(4) 直到所有数据被写入缓冲区send()才能返回。

　　当使用recv()读取数据时：

　　(1) 首先会检查缓冲区，如果缓冲区中有数据，那么就读取，否则函数会被阻塞，直到网络上有数据到来。

　　(2) 如果要读取的数据长度小于缓冲区中的数据长度，那么就不能一次性将缓冲区中的所有数据读出，剩余数据将不断积压，直到有recv()函数再次读取。

　　(3) 直到读取到数据后recv()函数才会返回，否则就一直被阻塞。

　　TCP套接字默认情况下是阻塞模式，也是最常用的。当然你也可以更改为非阻塞模式，后续我们会讲解。

　　TCP的粘包问题

　　上节我们讲到了socket缓冲区和数据的传递过程，可以看到数据的接收和发送是无关的，read()/recv()函数不管数据发送了多少次，都会尽可能多的接收数据。也就是说，read()/recv()和write()/send() 的执行次数可能不同。

　　例如，write()/send()重复执行三次，每次都发送字符串"abc”，那么目标机器上的 read()/recv()可能分三次接收，每次都接收"abc";也可能分两次接收，第一次接收"abcab"，第二次接收"cabc";也可能一次就接收到字符串"abcabcabc"。

　　这就是数据的“粘包”问题，客户端发送的多个数据包被当做一个数据包接收。也称数据的无边界性，read()/recv()函数不知道数据包的开始或结束标志(实际上也没有任何开始或结束标志)，只把它们当做连续的数据流来处理。

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