在上大學的時候，我們可能就聽說了OOB（Out Of Band 帶外資料，又稱緊急資料）這個概念，
當時老師給的解釋就是在當前處理的資料流之外的資料，用于緊急的情況，然后就沒有然后了……
畢業這么多年了，回想一下，還真是沒有接觸過OOB的場景，更沒有實地發送、接收過OOB，
那么到底該怎樣處理OOB呢？OOB在所謂的緊急情況下是否有用呢？下面一一道來，
首先產生OOB是非常簡單的，只需要在尋常send的最后一個引數，加入MSG_OOB標志位：
ret = send (sockfd, ptr, n, MSG_OOB);
如果考慮一個完整的測驗場景，需要有慣常資料，中間夾帶OOB資料，這樣才能比較好的測驗接收端是否能正確的區分他們，
所以客戶端可以寫成這樣：
1 strcpy(buf, "abcdefghijklmn"); 2 char const* ptr = buf; 3 if ((ret = send (sockfd, ptr, 2, 0)) < 0) 4 err_sys ("send normal head failed"); 5 else 6 printf ("send normal head %d\n", ret); 7 8 ptr += 2; 9 n = 1; 10 if ((ret = send (sockfd, ptr, n, MSG_OOB)) < 0) 11 err_sys ("send oob failed"); 12 else 13 printf ("send oob %d\n", ret); 14 15 ptr += n; 16 if ((ret = send (sockfd, ptr, 2, 0)) < 0) 17 err_sys ("send normal tail failed"); 18 else 19 printf ("send normal tail %d\n", ret);
演算法比較簡單，先發送2位元組慣常資料，接著1位元組OOB，最后2位元組慣常資料結尾，
需要注意的是，目前只有TCP支持OOB，UDP沒所謂順序，更沒所謂帶內帶外之分，所以也沒有OOB；
另外TCP目前大多數實作只支持1位元組OOB，大于1位元組的OOB，只有最后一位元組會被當為OOB處理，之前的作為普通資料，
然后我們來說一下接收OOB的三種方法：
1. 使用SIGURG信號專門處理OOB
這種方法是將OOB與慣常資料分開處理，具體步驟如下：
a) 行程起始時，建立SIGURG信號處理器
1 struct sigaction sa; 2 sa.sa_handler = on_urg; 3 sa.sa_flags |= SA_RESTART; 4 sigemptyset (&sa.sa_mask); 5 sigaction (SIGURG, &sa, NULL);
b) 建立新連接時，設定連接句柄的信號處理行程（為當前行程）
1 fcntl (clfd, F_SETOWN, getpid ());
c) 在信號處理器中使用MSG_OOB接收帶外資料
1 int g_fd = 0; 2 void on_urg (int signo) 3 { 4 int ret = 0; 5 char buf[BUFLEN] = { 0 }; 6 ret = recv (g_fd, buf, sizeof (buf), MSG_OOB); 7 if (ret > 0) 8 buf[ret] = 0; 9 else 10 strcpy (buf, "n/a"); 11 12 printf ("got urgent data on signal %d, len %d, %s\n", signo, ret, buf); 13 14 }
d) 慣常資料，可以在主處理流程中使用不帶MSG_OOB的recv，像以前那樣處理
1 ret = recv (clfd, buf, sizeof(buf), 0); 2 if (ret > 0) 3 buf[ret] = 0; 4 else 5 strcpy (buf, "n/a"); 6 7 printf ("recv %d: %s\n", ret, buf);
由于慣常資料的接收，會被OOB打斷，因此這里可能需要一個回圈，不斷接收慣常資料，
下面是方法1的接收輸出：
hostname length: 64 get hostname: localhost.localdomain setup SIGURG for oob data setown to 31793 got urgent data on signal 23, len 1, c recv 2: ab has oob! recv -1: n/a recv 2: de write back 70 recv 2: ab recv 2: ab got urgent data on signal 23, len 1, c has oob! recv -1: n/a recv 2: de write back 70 recv 2: ab no oob! got urgent data on signal 23, len 1, c recv 2: de write back 70 recv 2: ab recv 2: ab got urgent data on signal 23, len 1, c has oob! recv -1: n/a recv 2: de write back 70 ^C
可以看到信號處理器中接收到的總是OOB資料'c'，而普通recv只能讀到非OOB資料'a''b''d''e'，而且普通資料的接收，會被OOB資料打斷成兩塊，無法一次性讀取，
2.使用SO_OOBINLINE標志位將OOB作為慣常數據處理
這種方法是將OOB資料當作慣常資料接收，在接收前通過判斷哪些是普通資料哪些是OOB資料，具體步驟如下：
a) 新連接建立時，設定套接字選項SO_OOBINLINE
1 setsockopt (fd, SOL_SOCKET, SO_OOBINLINE, &oil, sizeof (oil));
b) 在接收資料前，先判斷下一個位元組是否為OOB，如果是，則接收1位元組OOB資料（注意不使用MSG_OOB標志）
1 if (sockatmark (clfd)) 2 { 3 printf ("has oob!\n"); 4 ret = recv (clfd, buf, sizeof(buf), 0); 5 if (ret > 0) 6 buf[ret] = 0; 7 else 8 strcpy (buf, "n/a"); 9 10 printf ("recv %d: %s\n", ret, buf); 11 } 12 else 13 printf ("no oob!\n");
這里sockatmark當下個位元組為OOB時回傳1，否則回傳0，
c) 如果不是，按慣常資料接收
1 ret = recv (clfd, buf, sizeof(buf), 0); 2 if (ret > 0) 3 buf[ret] = 0; 4 else 5 strcpy (buf, "n/a"); 6 7 printf ("recv %d: %s\n", ret, buf);
同理，由于慣常資料會被OOB打斷，上述代碼總是可以正確的分離OOB與普通資料，
下面是方法2的接收輸出：
hostname length: 64 get hostname: localhost.localdomain setown to 31883 recv 2: ab no oob! recv 3: cde write back 70 recv 2: ab has oob! recv 1: c recv 2: de write back 70 recv 2: ab has oob! recv 1: c recv 2: de write back 70 recv 2: ab no oob! recv 3: cde write back 70 recv 2: ab has oob! recv 1: c recv 2: de write back 70 ^C
可以看出，有時候OOB資料不能被正常的識別，會被當作普通資料處理掉，而且這種方式也不能體現OOB緊急的意義，沒有給予它優先的處理權，
3.使用 select/epoll 多路事件分離
這種方法是利用select或epoll，將OOB資料作為exception事件與普通資料的read事件相分離，這里以select為例：
a) 建立 select 事件處理回圈
1 for (;;) { 2 // must set it in every loop. 3 memcpy (&rdds, &cltds, sizeof (cltds)); 4 memcpy (&exds, &cltds, sizeof (cltds)); 5 FD_SET(sockfd, &rdds); 6 ret = select (FD_SIZE+1, &rdds, NULL, &exds, NULL); 7 …… 8 }
b) 建立連接時，將連接fd加入待監聽fd_set
1 if (FD_ISSET(clfd, &rdds)) 2 { 3 if (clfd == sockfd) 4 { 5 // the acceptor 6 printf ("poll accept in\n"); 7 clfd = accept (sockfd, NULL, NULL); 8 if (clfd < 0) { 9 printf ("accept error: %d, %s\n", errno, strerror (errno)); 10 exit (1); 11 } 12 13 print_sockopt (clfd, "new accepted client"); 14 // remember it 15 FD_SET(clfd, &cltds); 16 printf ("add %d to client set\n", clfd); 17 } 18 else 19 { 20 …… 21 } 22 }
c) 連接上有資料到達時，如果是read事件，使用recv接收資料
1 if (FD_ISSET(clfd, &rdds)) 2 { 3 if (clfd == sockfd) 4 { 5 …… 6 } 7 else 8 { 9 // the normal client 10 printf ("poll read in\n"); 11 ret = recv (clfd, buf, sizeof(buf), 0); 12 if (ret > 0) 13 buf[ret] = 0; 14 else 15 sprintf (buf, "errno %d", errno); 16 17 printf ("recv %d from %d: %s\n", ret, clfd, buf); 18 if (ret <= 0) { 19 FD_CLR(clfd, &cltds); 20 printf ("remove %d from client set\n", clfd); 21 } 22 } 23 }
d) 如果是exception事件，使用recv(..,MSG_OOB)接收帶外資料
1 if (FD_ISSET(clfd, &exds)) 2 { 3 // the oob from normal client 4 printf ("poll exception in\n"); 5 if (sockatmark (clfd)) 6 { 7 printf ("has oob!\n"); 8 ret = recv (clfd, buf, 1, MSG_OOB); 9 if (ret > 0) 10 buf[ret] = 0; 11 else 12 sprintf (buf, "errno %d", errno); 13 14 printf ("recv %d from %d on urgent: %s\n", ret, clfd, buf); 15 if (ret > 0) { 16 // let clfd cleared in sig_cld 17 do_uptime (clfd); 18 } 19 else 20 { 21 FD_CLR(clfd, &cltds); 22 printf ("remove %d from client set\n", clfd); 23 } 24 } 25 else 26 printf ("no oob!\n"); 27 }
此時，仍可使用sockatmark來判斷是否為OOB資料，另外，如果在連接建立時設定了OOB_INLINE標志位，則此處應使用不帶MSG_OOB的recv接收資料，
因為OOB資料已經被當作慣常資料來處理了，此處與方法2是一致的，
下面是方法3的輸出：
setup handler for SIGCHLD ok hostname length: 64 get hostname: localhost.localdomain got event 1 poll accept in add 4 to client set got event 2 poll read in recv 2 from 4: ab poll exception in has oob! recv 1 from 4 on urgent: c start worker process 4511 goto serve next client.. got event 1 poll read in recv 2 from 4: de got event 1 poll accept in add 5 to client set got event 2 poll read in recv 2 from 5: ab poll exception in has oob! recv 1 from 5 on urgent: c start worker process 4513 goto serve next client.. got event 1 poll read in recv 2 from 5: de got event 1 poll accept in add 6 to client set got event 2 poll read in recv 2 from 6: ab poll exception in has oob! recv 1 from 6 on urgent: c start worker process 4516 goto serve next client.. got event 1 poll read in recv 2 from 6: de SIGCHLD received wait child 4511 return 0 find clfd 4 for that pid remove 4 from client set interrupted by signal, some child process done ? SIGCHLD received wait child 4513 return 0 find clfd 5 for that pid remove 5 from client set interrupted by signal, some child process done ? SIGCHLD received wait child 4516 return 0 find clfd 6 for that pid remove 6 from client set interrupted by signal, some child process done ? ^C
需要注意的是，在某些場景下，OOB會被識別為慣常資料，此時exception事件在處理時將得不到OOB資料，不過這有一定的隨機性，不是每次都能復現，
最后，總結一下OOB這個功能，
這么多年來沒有遇到OOB的處理，可能本身就說明了大家對它的態度——就是挺雞肋的一功能，
而且即使真的需要緊急處理了，1位元組的限制也導致不能傳遞什么更多的資訊，且本身OOB的處理又有些復雜和局限性，
例如使用信號處理器，如果有多個連接，我怎么知道是哪個連接上的OOB？
如果使用SO_OOBINLINE，OOB被當作普通資料，這里面如果有個結構體被生生插入一個OOB位元組，
而且還沒有正確識別出來，這里面的對齊問題可要了老命了，
所以最后的結論是：OOB是過時的，請不要使用它
測驗程式1
測驗程式2
測驗程式3
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標籤：Linux
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