高效文件传输：C语言sendfile函数详解及应用266

在网络编程中，高效地传输文件至关重要。尤其在处理大文件时，传统的read-write方式效率低下，容易造成系统资源瓶颈。C语言的sendfile()函数应运而生，它提供了一种更高效的文件传输机制，能够显著提升性能，减少系统开销。

sendfile()函数并非标准C库函数，它通常存在于POSIX兼容的操作系统中，例如Linux、BSD等。其核心作用是将文件描述符中的数据直接发送到套接字，无需经过用户空间的缓冲区复制，从而避免了大量的数据拷贝操作，极大地提高了传输效率。相比之下，使用read()和write()函数进行文件传输，需要先将文件数据读入到用户空间缓冲区，然后再将缓冲区数据写入套接字，这增加了系统调用次数和数据拷贝次数，降低了性能。

sendfile()函数的原型通常如下：```c
ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t *offset, size_t count);
```

其中：
out_fd: 目标套接字的文件描述符。
in_fd: 源文件的描述符。
offset: 指向一个off_t类型的指针，表示源文件中开始传输数据的偏移量。如果为NULL，则从文件开头传输数据。函数执行完成后，该指针将指向已传输的数据量后的偏移量。
count: 需要传输的数据字节数。
返回值：成功传输的字节数，出错返回-1，并设置errno。

需要注意的是，sendfile()函数的具体实现可能因操作系统而异，某些实现可能对参数有额外的限制，例如要求out_fd必须为套接字描述符，in_fd必须为常规文件描述符等。在使用前，请仔细查阅相关系统文档。

下面是一个简单的例子，演示如何使用sendfile()函数将一个文件传输到客户端：```c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main() {
int listenfd, connfd;
struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
socklen_t clilen;
char buff[1024];
int fd;
off_t offset = 0;
// 创建套接字
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (listenfd == -1) { perror("socket"); exit(1); }
// 设置服务器地址
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(8080);
// 绑定地址
if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1) { perror("bind"); exit(1); }
// 监听连接
if (listen(listenfd, 5) == -1) { perror("listen"); exit(1); }
clilen = sizeof(cliaddr);
connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &clilen);
if (connfd == -1) { perror("accept"); exit(1); }
// 打开文件
fd = open("", O_RDONLY);
if (fd == -1) { perror("open"); exit(1); }
// 获取文件大小
struct stat file_stat;
if (fstat(fd, &file_stat) == -1) { perror("fstat"); exit(1); }
size_t file_size = file_stat.st_size;
// 使用sendfile传输文件
ssize_t sent_bytes = sendfile(connfd, fd, &offset, file_size);
if (sent_bytes == -1) { perror("sendfile"); exit(1); }
printf("Sent %zd bytes", sent_bytes);
close(connfd);
close(listenfd);
close(fd);
return 0;
}
```