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TCP协议支持全双工原因TCP发送接收数据是生产者消费者模型

news 来源：原创 2025/8/18 6:40:46

一、TCP支持全双工的原因

TCP协议支持全双工，即使用TCP协议进行通信时，服务端和客户端可以同时进行数据的发送和接收，互不干扰，实现同时双向传输数据。

这是因为使用TCP协议通信时，读写套接字的文件描述符既用来发送数据，也用来接收数据。读写套接字文件描述符再传输层中有两个内核级缓冲区：发送缓冲区和接收缓冲区。无论是服务端还是客户端，只要创建了TCP协议的读写套接字，服务端和客户端建立连接后，双方都各自有一个发送缓冲区和接收缓冲区。而read、write、send、recv函数本质上就是拷贝函数，他们将要发送或接收的数据，从应用层拷贝到传输层的发送缓冲区或者从传输层的接收缓冲区拷贝到应用层。

对于发送缓冲区中的数据，其何时发送，发送多少，发送出错怎么办等问题都是由TCP控制的，归操作系统管，所以TCP协议又叫做传输控制协议。

二、TCP的读写是生产者消费者模型

TCP的发送和接收数据过程可以视为双向独立的生产者-消费者模型

TCP发送方向的生产者消费者模型：

  • 生产者：应用层代码（如调用send()写入数据）
  • 消费者：TCP协议栈（将数据从缓冲区发送到网络）
  • ​缓冲区：内核级发送缓冲区
  • 工作流程：发送缓冲区满，生产者阻塞；发送缓冲区为空，消费者阻塞

TCP接收方向的生产者消费者模型：

  • 生产者：TCP协议栈（从网络接收数据并存入缓冲区）
  • 消费者：应用层代码（如调用recv()读取数据）
  • 缓冲区：内核级接收缓冲区
  • 工作流程：接收缓冲区满，生产者阻塞；接收缓冲区为空，消费者阻塞

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