（unix domain socket）使用udp发送＞=128K的消息会报ENOBUFS的错误

（unix domain socket）使用udp发送＞=128K的消息会报ENOBUFS的错误

1、Unix domain socket简介

unix域协议并不是一个实际的协议族，而是在单个主机上执行客户/服务器通信的一种方法，所用API于在不同主机上执行客户/服务器通信所有的API（套接字API，如AF_INET、AF_INET6等类型的API）相同。unix域协议可以视为是进程之间本地通信IPC的一种。

unix域提供两类套接口：字节流套接口（类似TCP）和数据报套接口（类似UDP）。使用Unix域套接口的理由有三：

Unix域套接口往往比位于同一主机的TCP套接口快出一倍。Unix域套接口可用于在同一主机上的不同进程之间传递描述字。Unix域套接口把客户的凭证（用户ID和用户组ID）提供给服务器，从而实现能够提供额外的安全检查措施。

Unix域中用域标识客户和服务器的协议地址是普通文件系统中的路径名（类比：IPv4协议的地址由一个32位地址和一个16位端口号构成，IPv6协议的地址由一个128位地址和16位端口号构成。）。

2、问题描述

简单介绍了Unix域套接口之后，进入主题——描述我碰到的问题。由于unix域套接口用于本机间进程通信比网络套接口效率高，因为它是不经过协议栈的！在项目中选择了unix域的数据报套接口。在使用过程中碰到了如下，问题：发送<128K的消息时，客户、进程可以正常收发消息；发送>=128K的消息时，发送端(sendto)返回ENOBUFS的错误。

服务器的代码如下：

#include #include #include #include #include #include //define send and recv buf size #define BUFSIZE 512*1024 //define unix domain socket path #define pmmanager "/tmp/pmmanager" #define pmapi "/tmp/pmapi" int main(int argc, char** argv) { char rx_buf[BUFSIZE]; int pmmanager_fd, ret; socklen_t len; struct sockaddr_un pmmanager_addr, pmapi_addr; //create pmmanager socket fd pmmanager_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0); if(pmmanager_fd == -1) { perror("cannot create pmmanager fd."); } unlink(pmmanager); memset(&pmmanager_addr, 0, sizeof(pmmanager_addr)); pmmanager_addr.sun_family = AF_UNIX; strncpy(pmmanager_addr.sun_path, pmmanager, sizeof(pmmanager_addr.sun_path)-1); //bind pmmanager_fd to pmmanager_addr ret = bind(pmmanager_fd, (struct sockaddr*)&pmmanager_addr, sizeof(pmmanager_addr)); if(ret == -1) { perror("can not bind pmmanager_addr"); } int recvBufSize; len = sizeof(recvBufSize); ret = getsockopt(pmmanager_fd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &recvBufSize, &len); if(ret ==-1) { perror("getsocket error."); } printf("Before setsockopt, SO_RCVBUF-%d\n",recvBufSize); recvBufSize = 512*1024; ret = setsockopt(pmmanager_fd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &recvBufSize, len); if(ret == -1) { perror("setsockopt error."); } ret = getsockopt(pmmanager_fd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &recvBufSize, &len); if(ret ==-1) { perror("getsocket error."); } printf("Set recv buf successful, SO_RCVBUF-%d\n",recvBufSize); int recvSize; memset(&pmapi_addr, 0, sizeof(pmapi_addr)); len = sizeof(pmapi_addr); printf("==============wait for msg from pmapi====================\n"); for(;;) { memset(rx_buf, 0, sizeof(rx_buf)); recvSize = recvfrom(pmmanager_fd, rx_buf, sizeof(rx_buf), 0, (struct sockaddr*)&pmapi_addr, &len); if(recvSize == -1) { perror("recvfrom error."); } printf("Recved message from pmapi: %s\n", rx_buf); } }

客户端的代码如下：

#include #include #include #include #include #include //define send and recv buf size #define BUFSIZE 250*1024 //define unix domain socket path #define pmmanager "/tmp/pmmanager" #define pmapi "/tmp/pmapi" int main(int argc, char** argv) { char tx_buf[BUFSIZE]; int pmapi_fd, ret; socklen_t len; struct sockaddr_un pmmanager_addr, pmapi_addr; //create pmmanager socket fd pmapi_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0); if(pmapi_fd == -1) { perror("cannot create pmapi fd."); } unlink(pmapi); //configure pmapi's addr memset(&pmapi_addr, 0, sizeof(pmapi_addr)); pmapi_addr.sun_family = AF_UNIX; strncpy(pmapi_addr.sun_path, pmapi, sizeof(pmapi_addr.sun_path)-1); //bind pmapi_fd to pmapi_addr ret = bind(pmapi_fd, (struct sockaddr*)&pmapi_addr, sizeof(pmapi_addr)); if(ret == -1) { perror("bind error."); } int sendBufSize; len = sizeof(sendBufSize); ret = getsockopt(pmapi_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sendBufSize, &len); if(ret ==-1) { perror("getsocket error."); } printf("Before setsockopt, SO_SNDBUF-%d\n",sendBufSize); sendBufSize = 512*1024; ret = setsockopt(pmapi_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sendBufSize, len); if(ret == -1) { perror("setsockopt error."); } ret = getsockopt(pmapi_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sendBufSize, &len); if(ret ==-1) { perror("getsocket error."); } printf("Set send buf successful, SO_SNDBUF-%d\n\n\n", sendBufSize); //configure pmmanager's addr memset(&pmmanager_addr, 0, sizeof(pmmanager_addr)); pmmanager_addr.sun_family = AF_UNIX; strncpy(pmmanager_addr.sun_path, pmmanager, sizeof(pmmanager_addr)-1); len = sizeof(pmmanager_addr); int sendSize = 0; int i; for(i=1; i<=4; i++) { memset(tx_buf, '0', sizeof(tx_buf)); sprintf(tx_buf, "send msg %d to pmmanager.", i); printf("%s, msg size - %d\n",tx_buf, sizeof(tx_buf)); sendSize = sendto(pmapi_fd, tx_buf, sizeof(tx_buf), 0, (struct sockaddr*)&pmmanager_addr, len); if(sendSize == -1) { perror("sendto error."); } printf("Send message to pmmanager: %s\n\n\n", tx_buf); } }

3、可能碰到的另外一个问题

如果你没有设置足够大的发送缓冲区大小，你很有可能碰到EMSGSIZE的错误！因为应用程序写了一个大于套机口发送缓冲区大小的数据报，内核报EMSGSIZE错误。如下图：

（注意：UDP套接口有发送缓冲区的大小，并且可以通过SO_SNDBUF套接口选项修改。不过它仅仅是写到套接口的UDP数据报的大小，因为UDP是不可靠的，它不必保存应用进程的数据拷贝，因此无需一个真正的发送缓冲区。）上面的代码已经设置了足够大的发送缓冲区大小。

4、我的尝试

在sendto发送>=128K大小的消息时，返回ENOBUFS错误。

5、最终原因及解决办法（都是内核惹得祸！！）

至此，我实在没有办法了，不知道如何解决！但是从错误ENOBUFS的说明：

ENOBUFS means there is no sufficient memory available and the system(kernel)  can not allocate any more. Application will usually retry the operation when it detects this error from a system call since it indicates there is a transient resource shortage. It is the Operating system that refuses the resource request from the listener. The virtual memory allocation routine of the OS will determine if a swap can be made to disk of a real memory segment thereby allowing the listener access to some more real memory.

可以看出一些端倪，这肯定跟内存分配有关！而且限制在分配128K就失败！利用Socket进行进程间的通信，需要经过Linux内核：进程1将数据写到内核，进程2从内核读取数据。内核必须申请一个空间来存放数据包！实际上，socket发送数据包时，需要从slab中申请一块cache存放数据包。

在2.6.21内核中（这就是我们公司服务器的内核版本），slab分配器最大支持的size为128K（详情可见/proc/slabinfo）。在2.6.31内核中，slab分配器最大支持的size大小为32M。

所以2.6.21内核上，发送大于128K的数据包时，Kmalloc()会失败，并返回no buffer的错误。建议：对于本地进程通信，可以使用其它的IPC方式，进行数据通信，如shm、pipe等。

找出了原因，可以采用以下方式来解决该问题：

升级内核，或修改内核的这个限制。改用unix 域udp套接口为unix域tcp套接口（最终我们采用的方式）。改用其它的IPC方式（这个涉及到太多的修改，故我们放弃使用）。

附/proc/slabinfo 信息：size-131072即128K的限制！

。。。。。。 size-131072(DMA) 0 0 131072 1 32 : tunables 8 4 0 : slabdata 0 0 0 size-131072 0 0 131072 1 32 : tunables 8 4 0 : slabdata 0 0 0 size-65536(DMA) 0 0 65536 1 16 : tunables 8 4 0 : slabdata 0 0 0 size-65536 0 0 65536 1 16 : tunables 8 4 0 : slabdata 0 0 0 size-32768(DMA) 0 0 32768 1 8 : tunables 8 4 0 : slabdata 0 0 0 size-32768 0 0 32768 1 8 : tunables 8 4 0 : slabdata 0 0 0 size-16384(DMA) 0 0 16384 1 4 : tunables 8 4 0 : slabdata 0 0 0 size-16384 0 0 16384 1 4 : tunables 8 4 0 : slabdata 0 0 0 size-8192(DMA) 0 0 8192 1 2 : tunables 8 4 0 : slabdata 0 0 0 size-8192 0 0 8192 1 2 : tunables 8 4 0 : slabdata 0 0 0 size-4096(DMA) 0 0 4096 1 1 : tunables 24 12 0 : slabdata 0 0 0 size-4096 4 4 4096 1 1 : tunables 24 12 0 : slabdata 4 4 0 size-2048(DMA) 0 0 2048 2 1 : tunables 24 12 0 : slabdata 0 0 0 size-2048 12 14 2048 2 1 : tunables 24 12 0 : slabdata 7 7 0 size-1024(DMA) 0 0 1024 4 1 : tunables 54 27 0 : slabdata 0 0 0 size-1024 11 12 1024 4 1 : tunables 54 27 0 : slabdata 3 3 0 size-512(DMA) 0 0 512 8 1 : tunables 54 27 0 : slabdata 0 0 0 size-512 208 208 512 8 1 : tunables 54 27 0 : slabdata 26 26 0 size-256(DMA) 0 0 256 15 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 0 0 0 size-256 75 75 256 15 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 5 5 0 size-192(DMA) 0 0 192 20 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 0 0 0 size-192 40 40 192 20 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 2 2 0 size-128(DMA) 0 0 128 30 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 0 0 0 size-128 86 90 128 30 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 3 3 0 size-96(DMA) 0 0 96 40 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 0 0 0 size-96 388 400 96 40 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 10 10 0 size-64(DMA) 0 0 64 59 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 0 0 0 size-32(DMA) 0 0 32 113 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 0 0 0 size-64 451 472 64 59 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 8 8 0 size-32 871 904 32 113 1 : tunables 120 60 0 : slabdata 8 8 0 。。。。。。

我在Ubuntu 10.10上测试，不会报ENOBUFS的错误。内核版本为：

/proc/slabinfo的信息如下，跟上面的有些差异：

kmalloc的最大限制是8192K，故我们运行上述程序没有问题！

原来都是内核惹得祸阿，害我困惑那么久！！！baidu和google都没有找到原因，因此分享此文，以警惕后者。

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