Linux 進階 Socket 函數：recv、send、recvmsg、sendmsg 與 shutdown 詳解

一、recv / send：帶旗標的資料收發

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

前三參數同 read/write，第四參數 flags 控制行為（可組合）：

flags=0 時行為等同 read/write。

二、recvfrom / sendto：無連線 Socket 專用

已於前文詳細說明，此處不贅述。適用於 SOCK_DGRAM (UDP) 及 SOCK_RAW。

三、recvmsg / sendmsg：通用訊息介面

可一次處理多個分散緩衝區（scatter/gather I/O）與控制資料（如檔案描述符傳遞、IP 選項）。

struct msghdr {
    void         *msg_name;       // 目的/來源位址 (SOCK_DRAM 用)
    socklen_t     msg_namelen;
    struct iovec *msg_iov;        // 分散緩衝區陣列
    int           msg_iovlen;     // 陣列長度
    void         *msg_control;    // 控制資料 (cmsg)
    socklen_t     msg_controllen;
    int           msg_flags;      // 回傳旗標 (MSG_EOR, MSG_TRUNC 等)
};

struct iovec {
    void  *iov_base;  // 緩衝區起始位址
    size_t iov_len;   // 緩衝區長度
};

• 面向連線 Socket：msg_name 設 NULL。
• 控制資料用於傳遞檔案描述符 (SCM_RIGHTS)、IP TTL/選項等進階功能。

四、Socket 關閉機制：close vs shutdown

int close(int fd);           // 參考計數-1，歸零時關閉雙向通道
int shutdown(int sockfd, int how);

shutdown 參數 how：

• SHUT_RD (0)：關閉讀端，接收緩衝區資料丟棄，後續 recv 返回 0 (EOF)。
• SHUT_WR (1)：關閉寫端，發送 FIN 包，後續 send 觸發 SIGPIPE。
• SHUT_RDWR (2)：雙向關閉，等同 close 但不受參考計數影響。

多進程共享 Socket 時的關鍵差異

• close：僅減少當前進程的檔案描述符參考計數，其他進程仍可繼續使用該 Socket。
• shutdown：直接作用於 Socket 核心結構，**所有共享該 Socket 的進程** 皆受影響，無法再收發。

因此，父進程 fork 子進程後，若需各自獨立關閉連線，應使用 close；若需協同終止通訊（如伺服器優雅關閉），則在最後一個進程呼叫 shutdown(SHUT_WR) 發送 FIN，再各自 close。