TCP/IP函数——sendmsg

sendmsg() 是 POSIX 标准中一个高级套接字发送函数，属于系统调用（由操作系统内核实现），定义在 <sys/socket.h> 头文件中。它的核心特点是支持复杂消息结构，不仅能发送常规数据，还能附加控制信息（如辅助数据、IP 选项等），适用于 TCP、UDP 等多种协议，功能比 send()/sendto() 更灵活。

一、函数原型

#include <sys/socket.h>ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);

二、参数详解

1. sockfd（套接字描述符）

类型：int
作用：已创建的套接字描述符（如通过 socket() 创建的 TCP 或 UDP 套接字）。
要求：若为 UDP 等无连接协议，需在 msg 中指定目标地址；若为 TCP 等已连接协议（通过 connect() 绑定），可省略地址。

2. msg（消息结构，核心参数）

类型：const struct msghdr *
作用：指向 struct msghdr 结构体，该结构体封装了发送的数据、目标地址、控制信息等所有与消息相关的内容。

struct msghdr 结构体定义如下（不同系统可能略有差异，以 Linux 为例）：

struct msghdr {void         *msg_name;       // 目标地址（可选，仅无连接协议需要）socklen_t     msg_namelen;    // 目标地址长度struct iovec *msg_iov;        // 数据缓冲区数组（常规数据）size_t        msg_iovlen;     // 数据缓冲区数量void         *msg_control;    // 控制信息缓冲区（辅助数据）size_t        msg_controllen; // 控制信息缓冲区大小int           msg_flags;      // 接收时的标志（发送时忽略）
};

各字段详解：

辅助结构：struct iovec（数据缓冲区）

-msg_iov 指向的 struct iovec 数组用于定义常规数据的缓冲区，结构如下：

struct iovec {void  *iov_base;  // 缓冲区起始地址（数据存放的内存位置）size_t iov_len;   // 缓冲区长度（要发送的字节数）
};

• 作用：支持 “分散发送”—— 将多个不连续的缓冲区数据合并成一个消息发送（无需先手动拼接）。

辅助结构：控制信息（cmsghdr）

msg_control 指向的控制信息缓冲区用于存储辅助数据，格式由 struct cmsghdr 定义：

struct cmsghdr {size_t cmsg_len;   // 控制信息的总长度（含头部和数据）int    cmsg_level; // 协议级别（如 SOL_SOCKET、IPPROTO_IP）int    cmsg_type;  // 控制信息类型（如 SCM_RIGHTS 表示传递文件描述符）// 数据部分（紧跟在结构体后，需通过宏访问）
};

• 常见用途：
  通过 Unix 域套接字传递文件描述符（SCM_RIGHTS）。
  设置 IP 选项（如 IP_TTL 控制生存时间）。
  传递网络接口索引（绑定特定网卡发送）。

3. flags（发送标志）

• 类型：int
• 作用：控制发送行为，与 send()/sendto() 的 flags 参数相同，可组合使用（通过按位或 |）。
• 常见取值：
  0：默认行为。
  MSG_DONTROUTE：不经过路由表，仅在本地网络发送。
  MSG_DONTWAIT：非阻塞发送（若套接字为阻塞模式，临时转为非阻塞）。
  MSG_NOSIGNAL：发送 TCP 数据时，若对方已关闭连接，不产生 SIGPIPE 信号。
  三、返回值
  成功：返回实际发送的字节数（仅计算 msg_iov 中的常规数据，不包含控制信息）。
  失败：返回 -1，并设置 errno 表示错误原因（如 EBADF 表示套接字无效，EINVAL 表示参数错误）。

四、使用场景与示例

sendmsg() 因支持控制信息和分散发送，适合以下场景：

1.传递辅助数据（如文件描述符、IP 选项）。
2.发送分散在多个缓冲区的数据（避免手动拼接）。

4.1 用 sendmsg() 实现 UDP 数据发送，功能等同于 sendto()：

#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>