multithreading - 套接字问题

Question

有几个套接字问题，找不到明确的是或否，所以如果是转发，请提前道歉:) 平台是 Linux 2.6.30，C++ 应用程序。对网络还是很陌生，要跟上速度。

套接字 API 线程安全吗？例如，如果我在不使用互斥锁的情况下从多个线程进行发送，或者我必须通过使用自己的互斥锁来确保这一点？

轮询/选择以检查我的发送是否会阻塞然后进行发送，而不是仅进行发送并让发送 API 内部排队处理发送是否更好？如果线程无论如何都会阻塞(如果我不使用超时，也就是说)，我真的不明白为什么需要轮询然后发送。

Linux中默认情况下套接字是零副本，还是涉及副本？如果有副本，是否有大小限制(不是在 API 方面，而是在粒度方面)？如果答案是内核确实进行了复制，那么是否存在零复制套接字？

如果我必须在两台机器之间进行通信，我会假设多个套接字会比单个套接字更好地利用带宽。这是一个正确的假设吗？在两台常规 Linux 机器之间使用完整 BW 的最佳方式是什么？

5.你最喜欢测量接口(interface)当前带宽使用情况的工具是什么？这可能只是更多的偏好，我查看了 iptraf 等，但想看看其他人使用什么和最喜欢什么。

Answer 1

套接字 API 在每个套接字的基础上绝对是线程安全的……也就是说，只要任何给定的套接字仅由一个线程访问，其他线程就可以同时访问其他套接字而不会出现任何问题。让多个线程同时访问同一个套接字可能是“线程安全”的，也可能不是“线程安全的”(对于线程安全的某些定义)，但无论如何都不建议这样做，因为结果行为不容易预测。 (例如，两个线程大约同时在同一个套接字上调用 recv()，哪个线程将从传入的 TCP 流中获取哪些字节？只有上帝知道)

如果您正在使用阻塞 I/O，那么在调用 send() 之前使用 poll/select() 检查并不是非常有用，因为即使 select() 表明您在传出缓冲区中有空间，您也可能会阻塞在 send()反正。 (例如，如果缓冲区中有 32 个字节的空间，然后您尝试发送 64 个字节，则 send() 将阻塞)。 select() 和 poll() 与非阻塞 I/O 结合使用更有用。

我不太确定 Linux 套接字中的零拷贝状态，但 Wikipedia article似乎暗示 Linux 仅在您使用 sendfile()、sendfile64() 或 splice() 调用时才进行零复制。考虑到现代 CPU，我怀疑它是否有那么重要——除了最高性能的程序之外，所有程序都将有大量 CPU 周期可用于复制网络数据；网络接口(interface)本身的速度将成为瓶颈。

多个套接字不会比单个套接字为您提供更好的带宽利用率；如果您足够快地通过它泵送数据，则单个套接字很容易使网络连接饱和。特别是多个 TCP 连接通常会给您带来比单个 TCP 连接更差的带宽利用率，因为每个 TCP 连接都会产生自己的传输开销，更糟糕的是，多个 TCP 连接将争夺带宽，并在某些时候开始导致彼此丢弃数据包，他们将通过降低发送速率来响应，以减少拥塞。

我无法为 Linux 回答这个问题；在 MacOS/X 事件监视器下将显示网络带宽使用情况。