Windows 中套接字发送缓冲区的大小是多少？

Question

根据我的理解，每个socket都关联了两个缓冲区，一个发送缓冲区和一个接收缓冲区，所以当我调用send()函数时，发生的情况是要发送的数据会被放入发送缓冲区，现在 Windows 的职责就是将这个发送缓冲区的内容发送到另一端。

在阻塞套接字中，send() 函数在提供给它的全部数据都放入发送缓冲区之前不会返回。

那么发送缓冲区的大小是多少？

我执行了以下测试（发送 1 GB 的数据）：

#include <stdio.h>

#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

#include <Windows.h>

int main()
{
    // Initialize Winsock
    WSADATA wsa;
    WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa);

    // Create socket
    SOCKET s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    //----------------------

    // Connect to 192.168.1.7:12345
    sockaddr_in address;
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.7");
    address.sin_port = htons(12345);
    connect(s, (sockaddr*)&address, sizeof(address));

    //----------------------

    // Create 1 GB buffer ("AAAAAA...A")
    char *buffer = new char[1073741824];
    memset(buffer, 0x41, 1073741824);

    // Send buffer
    int i = send(s, buffer, 1073741824, 0);

    printf("send() has returned\nReturn value: %d\nWSAGetLastError(): %d\n", i, WSAGetLastError());

    //----------------------

    getchar();
    return 0;
}

输出：

send() has returned
Return value: 1073741824
WSAGetLastError(): 0

send() 立即返回，这是否意味着发送缓冲区的大小至少为 1 GB？

这是关于测试的一些信息：

• 我正在使用 TCP 阻塞套接字。
• 我已连接到 LAN 计算机。
• 客户端 Windows 版本：Windows 7 Ultimate 64 位。
• 服务器 Windows 版本：Windows XP SP2 32 位（安装在 Virtual Box 上）。

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编辑：我也尝试连接到 Google (173.194.116.18:80)，得到了相同的结果。

编辑 2：我发现了一些奇怪的东西，将发送缓冲区设置为 64 KB 到 130 KB 之间的值将使 send() 按预期工作！

int send_buffer = 64 * 1024;    // 64 KB
int send_buffer_sizeof = sizeof(int);
setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, (char*)send_buffer, send_buffer_sizeof);

编辑 3： 事实证明（感谢 Harry Johnston）我以不正确的方式使用了 setsockopt()，这就是它的使用方式：

setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, (char*)&send_buffer, send_buffer_sizeof);

将发送缓冲区设置为 64 KB 和 130 KB 之间的值不会使 send() 按预期工作，而是将发送缓冲区设置为 0使它阻塞（这就是我注意到的，我没有任何关于这种行为的文档）。

所以我现在的问题是：我在哪里可以找到关于send()（可能还有其他套接字操作）如何在 Windows 下工作的文档？

Answer 1

在调查了这个问题之后。这是我认为正确的答案：

调用send() 时，可能会发生两件事：

• 如果有低于SO_SNDBUF 的待处理数据，则send() 将立即返回（无论您发送5 KB 还是发送500 MB 都没有关系）。

• 如果存在大于或等于SO_SNDBUF 的待处理数据，则send() 将阻塞，直到发送了足够的数据以将待处理数据恢复到SO_SNDBUF 以下。

请注意，此行为仅适用于 Windows 套接字，不适用于 POSIX 套接字。我认为 POSIX 套接字只使用一个固定大小的发送缓冲区（如果我错了，请纠正我）。

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现在回到您的主要问题“Windows 中套接字发送缓冲区的大小是多少？”。我猜如果你有足够的内存，它可能会在必要时超过 1 GB（但不确定最大限制是多少）。

Answer 2

我可以重现这种行为，并且使用资源监视器很容易看到 Windows 在 send() 发生时确实分配了 1GB 的缓冲区空间。

一个有趣的特性是，如果您在第一次发送后立即进行第二次发送，则该调用在 两个 发送完成之前不会返回。一旦发送完成，第一次发送的缓冲区空间就会被释放，但第二次 send() 会继续阻塞，直到所有数据都传输完毕。

我怀疑行为上的差异是因为当第一次发送完成时，第二次调用 send() 已经阻塞。第三次调用 send() 立即返回（并分配 1GB 的缓冲区空间），就像第一次调用一样，依此类推，交替进行。

所以我得出结论，问题的答案（“发送缓冲区有多大？”）是“与 Windows 认为合适的一样大”。结果是，为了避免耗尽系统内存，您可能应该将阻塞发送限制为不超过几百兆字节。

您对 setsockopt() 的调用不正确；第四个参数应该是指向整数的指针，而不是转换为指针的整数。一旦这个问题得到纠正，事实证明将缓冲区大小设置为零会导致 send() 总是阻塞。

总而言之，观察到的行为是 send() 将立即返回：

• 有足够的内存来缓冲所有提供的数据
• 没有正在进行的发送
• 缓冲区大小未设置为零

否则，数据发送完毕后返回。

KB214397 描述了其中的一些 - 谢谢汉斯！特别是它描述了将缓冲区大小设置为零会禁用 Winsock 缓冲，并表示“如有必要，Winsock 可以缓冲比 SO_SNDBUF 缓冲区大小大得多的缓冲区。”

（所描述的完成通知与观察到的行为不太匹配，这取决于我猜你如何解释“先前缓冲的发送”。但它很接近。）

请注意，除了无意中耗尽系统内存的风险之外，这些都不重要。如果您确实需要知道另一端的代码是否已经收到您的所有数据，唯一可靠的方法就是让它告诉您。

Answer 3

在阻塞套接字中，send() 函数在提供给它的全部数据都放入发送缓冲区之前不会返回。

不能保证。如果有可用的缓冲区空间，但没有足够的空间容纳整个数据，则套接字可以（并且通常会）接受它可以接受的任何数据并忽略其余数据。 send() 的返回值告诉您实际接受了多少字节。您必须再次致电send() 才能发送剩余数据。

那么发送缓冲区的大小是多少？

使用getsockopt() 和SO_SNDBUF 选项来找出答案。

使用setsockopt() 和SO_SNDBUF 选项来指定您自己的缓冲区大小。但是，套接字可能会对您指定的值施加最大上限。使用getsockopt() 找出实际分配的大小。