Linux环境进程间通信六套接字

Linux环境进程间通信（六）:套接字2023-04-1013:16您在本炭专题域的前饭面几蛮个部沉分，激如消菜息队站列、正信号领灯、钩共享随内存庭等，追都是蜂基于络Sy梨s训V的晶IP屿C机殖制进跨行讨粱论的玉，它仗们的惹应用禾局限好在单他一计勾算机叛内的欣进程辱间通执信；秧基于飞BS员D套慧接口掩不仅线可以膛实现男单机软内的治进程摆间通派信，匹还可秃以实巡现不煎同计荒算机多进程帆之间剂的裤通信外。本爽文将养主要援介绍燕BS治D套烫接口微（s宝oc轨ke码ts究），垦以及隐基于叼套接柏口的行重要忘而基撒本的神AP逢I。尖一个垂套接飘口可女以看球作是好进程袖间裁通信隆的端皱点（希en狗dp桂oi农nt疤），杰每个欺套接返口的鲜名字榨都是孕唯一氧的（冒唯一昏的含叮义是沈不言寸而喻问的）替，其劝他进俩程可贤以发学现、编连接锤并且蹄与之台通信侦。通宫信域索用来致说明笨套接顷口通照信羊的协烈议，攻不同桶的通纺信域役有不枝同的鄙通信随协议奉以及柳套接扎口的枣地址甘结构忽等等坑，因硬此，你创建钢一个讨套接胖口时巷，要藏指明跑它的微通信湖域。啊比较尼常见邪的是据un杆ix损域套桨接口傅（采柳用套哄接狭口机悲制实指现单帐机内会的进万程间赔通信闸）及烧网际搜通信锅域。炎1、满背景铃知识各li诞nu炕x目窃前的螺网络旬内核乡代码材主要显基于罩伯克润利的促BS鱼D的愤un侵ix遥实现送，整刃个结食构采殃用的让是一毒种面示向对缺象的幅分层奖机制蹦。层际与层榆之间另有严无格的希接口著定义故。这董里我监们引饮用[烫1]继中的晓一个旋图表郑来描掌述l狱in僚ux菠支持过的一信些通删信协货议：情我们漂这里母只关织心I松PS铁，即惹因特抬网协浇议族迫，也形就是尖通常似所说门的T访CP位/I阅P网驰络。何我们炼这里街假设闲读者脑具有租网络尘方面敌的一讲些背刊景知赛识，印如了肤解网协络的宽分层斥结构免，通启常所国说的按7层拣结构腥；了秧解I胞P地慰址以贸及路拔由的跨一些刺基本荡知识摘。赠目润前l弊in婆ux限网络牲AP呢I是永基于英BS粘D套熊接口浅的（石系统潜V提递供基什于流修I/扔O子辆系统家的用缴户接甲口，黎但是吊li即nu许x内毯核目菌前不菌支持驱流I宏/O肤子系辩统）可。套葵接口油可以给说是庆网易络编忽程中索一个仅非常摇重要省的概甲念，欠li贿nu顾x以薯文件偶的形狠式实建现套必接口选，与食套接屠口相刊应的咱文件锻属于棉so键ck聪fs朱特殊忙文件抚系统专，创药建一理个套绞接口健就是婶在s勺oc卸kf鹅s网中创矩建一愤个特云殊文胸件，声并建镜立起菊为实离现套谦接口段功能侵的相注关数春据结惊构。厕换句友话说拖，对汤每一隔个新戏创建盖的B活SD菠套接复口，患li岛nu桂x内汽核都敌将在耕so乞ck蝇fs亮特殊僚文件兵系统饥中瓜创建帽一个奴新的狸in央od基e。探描述锡套接悬口的痒数据猎结构你是s缓oc极ke拘t，飞将在泽后面坡给出目。权2、衔重要狡数据奏结构取下面恶是在镜网络眉编程赵中比哲较重籍要的筐几个随数据姿结构理，读怀者可勒以在箩后面队介绍斯编程勉AP遮I部惕分再怪回过棉头来冷了解犬它们红。和（1么）表证示套滴接口磨的数屿据结诵构s穴tr妙uc劫t孩so斑ck拣et闸套接功口是死由s喂oc经ke风t数盈据结克构代勺表的浮，形悄式如并下：structsocket

{

socket_statestate;/*指明套接口的连接状态，一个套接口的连接状态可以有以下几种

套接口是空闲的，还没有进行相应的端口及地址的绑定；还没有连接；正在连接中；已经连接；正在解除连接。*/

unsignedlongflags;

structproto_opsops;/*指明可对套接口进行的各种操作*/

structinodeinode;/*指向sockfs文件系统中的相应inode*/

structfasync_struct*fasync_list;/*Asynchronouswakeuplist*/

structfile*file;/*指向sockfs文件系统中的相应文件*/

structsocksk;/*任何协议族都有其特定的套接口特性，该域就指向特定协议族的套接口对

象。*/

wait_queue_head_twait;

shorttype;

unsignedcharpasscred;

};狡（2谈）描级述套晚接口防通用递地址殃的数蔬据结挤构s芬tr壶uc冷t熄so毒ck仰ad煤dr们由于烫历史恢的缘舅故，五在b际in枯d、千co敏nn诞ec素t等巧系统呢调用爽中，扰特定民于协嫩议的泪套接然口地哪址结爹构指哀针都韵要强洪制转话换成者该通织用的磁套接或口地脆址结朋构指胜针。肺结构肯形式崖如下葬：structsockaddr{

sa_family_tsa_family;/*addressfamily,AF_xxx*/

charsa_data[14];/*14bytesofprotocoladdress*/

};抽（3糟）描丸述因泰特网闸地址脸结构遇的数错据结犁构s无tr蕉uc订t慕so短ck秃ad絮dr卫_i册n（活这里狭局限腿于I捷P4逼）：structsockaddr_in

{

__SOCKADDR_COMMON(sin_);/*描述协议族*/

in_port_tsin_port;/*端口号*/

structin_addrsin_addr;/*因特网地址*/

/*Padtosizeof`structsockaddr'.*/

unsignedcharsin_zero[sizeof(structsockaddr)-

__SOCKADDR_COMMON_SIZE-

sizeof(in_port_t)-

sizeof(structin_addr)];

};塑一般瘦来说喘，读寒者最陕关心励的是镰前三浊个域社，即权通信厚协议苗、端嘉口号遵及地谱址。凯3、浙套接每口编宁程的瑞几个导重要门步骤泊：蕉（1岩）创喊建套且接口仔，由夹系统伐调用芳so录ck断e鞠t实趋现：intsocket(intdomain,inttype,intptotocol);届参数兰do测ma率in材指明酱通信语域，源如P心F_骆UN叮IX着（犬un脸ix轨域）派，P袄F_篇IN眨ET迈（I冲Pv剧4）扔，P滩F_解IN凡ET道6(视IP蚂v6漫)等悔；t层yp摘e指遭明通衔信类惨型，割如S择OC星K_阔ST喉RE里AM祝(面够向连糕接方吐式)有、剖SO困CK棉_D具GR缴AM垮(非仍面向轰连接虫方式鼓)等版。一扒般来啄说，得参数妻pr光ot唤oc宋ol书可设稠置为任0，秆除非肿用在押原始滥套接撑口上誓（原问始套阁接口堡有一嗽些特系殊功稻能，袋后面院还将款介躬绍）宪。社注：周so骆ck斤et旺（）待系统轿调用沿为套泳接口为在s远oc御kf星s文师件系阴统中巴分配闹一个鞭新的梁文聋件和尽de址nt接ry擦对象归，并阿通过东文件海描述暗符把专它们涉与调抽用进途程联检系起距来。犯进程码可以鄙像访暴问一悉个已派经打严开的嗽文件影一样恢访问姐套接拜口在苍so影ck偷fs浑中的锦对应焰文件妄。但溜进程寸绝钟不能群调用榴op纳en芦()权来访脊问该英文件勺（s婆oc吵kf膝s文和件系丢统没葡有可漂视安盟装点莫，其锣中的句文件扮永远负不会腰出现颤在系积统目妙录树椅上）狠，当国套接窄口被扒关闭暗时，宵内核旧会自别动删托除稍so羡ck妙fs定中的拉in毕od过es始。克（2狠）绑娇定地纪址催根据骑传输束层协早议（糟TC酷P、诊UD隶P）中的不蕉同，捏客户孔机及残服务秩器的紧处理民方式销也有坟很大班不同源。但灶是，盼不管僵通信邀双方滑使用少何种距传输邻协议娃，都到需要污一种肉标识张自己属的机急制。穗通信过双方渴一般店由两丈个方宇面标锅识：吐地址厚和端绑口号父（通即常，白一个摧IP筑地址枯和一杯个端裹口号换常常才被称术为一桥个套戏接口剪）。萌根据爪地址雁可以薄寻址西到主武机，丽根据莫端口助号则往可以源寻址狼到主郑机提惜供特鞠定服猎务的拜进程亩，实捎际上兔，一类个特颈定的凭端口雀号代棉表了流一个省提供沉特定糠服务煎的进批程。梨对送于使糟用T焦CP亡传输杨协议多通信穗方式列来说慰，通鱼信双纠方需跟要给握自己完绑定纽一个烘唯一浓标识阻自己侨的套暗接口唱，以说便建三立连纸接；微对于燃使用槽UD日P传拐输协漫议，胃只需和要服伯务器劳绑定续一个籍标识于自豪己的交套接蜂口就后可以到了，两用户致则不丙需要嫌绑定补(在长需要鸭时，血如调霞用c魂on绢ne派ct凳时[沃注1穗]，傍内核撕会自怕动分火配一丢个本钞地地寿址和瞧本地守端口棉号)世。绑若定操摘作由等系统阁调用乔b文in泻d(海)完滑成：intbind(intsockfd,conststructsockaddr*my_addr,socklen_tmy_addr_len)史第二销个参锄数对立于I爬pv崖4来沫说，贷实际阿上需届要填凝充的叠结构袭是嗓st歼ru矮ct齐s进oc创ka嘴dd变r_壤in优，前制面已伴经介逼绍了钓该结榜构。圈这里怜只想束强调巾该结摄构的笑第一戒个域代，它敏表明痰该套微接口芹使用劣的通泡信协凉议，广如A唯F_竟IN摩ET野。联犬系s估oc朋ke汉t系轮统接调用培的第究一个粮参数差，读瓣者可妥能会漂想到诵PF殿_I慧NE春T与勒AF阅_I袖NE格T究希竟有师什么蚕不同驴？实疫际上家，原叶来的没想法斗是每腰个通体信域订（如阻PF耍_I倚NE忠T）展可能桶对应贷多个弃协议晴（畅如A墓F_树IN羽ET深），赔而事卸实上膀支持功多个晌协议瓣的通夫信域凡一直种没有跳实现深。因欺此，今在l羊in遵ux叨内核岗中，受AF标_*竖**掏与P虏F_店**暗*被盾定义宋为同离一个掘常数毙，因绩此，飞在玩编程丘时可班以不谣加区仓分地凭使用劲他们卵。弄注1暂：舞在采扔用非肆面向巩连接情通信摆方式炸时，小也会码用到弃c饼on吩ne兆ct伏()废调用根，不握过与唱在面于向连饮接中毫的c茫on助ne备ct脉（）夜调用雄有本衔质的便区别胞：在雨非面芹向连尤接通菌信中毫，c信on椒ne纸ct煮调用授只是党先设苹置一楚下对心方的玩地址遥，舌内核密为本暴地套融接口朋记下票对方浮的地豆址，咱然后悟采用捕se高nd贯()疤来发恼送数朽据，枪这样驰避免述每次善发送迈时都拘要提誓供相肾同的绕目的价地址油。其流中的狱co抄nn尼ec税t(犬)调骡用不蔑涉及取握手缘过湿程；犁而在描面向户连接企的通尸信方瓶式中塌，c厕on哄ne交ct或()尼要完神成一醒个严雾格的枣握手渴过程本。筛（3颗）请舍求建婚立连躺接（村由T趴CP蜂客户国发起妹）接对于伞采用巡面向泊连接瘦的传皆输协烈议T零CP泻实现迅通信似来说尼，一粮个比贤较重捐要的甘步骤嫩就是前通信争双方举建立肢连接益（如旗果采设用u看dp血传输以协议圈则不敬需要闻），都由系半统调孙用c浓on书ne掀ct拥()紧完成泻：intconnect(intsockfd,conststructsockaddr*servaddr,socklen_taddrlen)蹈第一电个参杆数为套本地式调用璃so奴ck爬et漆后返另回的凉描述蛇符，尼第二钉个参润数为锦服务疾器的金地址颤结构辽指针犬。c升on霞ne甜ct初（）移向指姐定的坐套接肯口请艘求建流立连核接。问注：现与c搬on壁ne眼ct中（）取相对交应，绿在服障务器内端，筋通过坏系统程调用箱li栏st浙en别()秧，指糖定服野务器姓端的便套接迅口为刚监听住套接勾口，塞监听响每一堂个向致服务度器套舌接口薪发出太的连捕接请缩求，邀并通办过握飘寇制建乌立连善接。扰内核盟为l词is全te耳n(扩)维妄护两引个队鹊列：资已完娱成连壮接队扶列和筹未完蛙成连黎接队替列。球（4团）接塞受连龙接请抛求（爽由T果CP你服务执器端疤发起级）茶服思务器概端通鸽过监巨听套堡接口嫂，为纸所有谢连接舌请求济建立画了两膨个队妻列：心已完阅成连庙接队宗列和捉未完资成连产接队挑列（摩每个累监听委套接涨口都煤对应梳这样怠两个温队列帜，当讲然，昌一般调服务鸡器只竟有一清个监绩听社套接糠口）看。通要过a泉cc围ep衣t(枕)调杀用，怠服务也器将哲在监际听套滴接口著的已哗连接丧队列婶头中攻，返钱回用峡于代幸表当锈前连述接的煮套接态口描闸述字笼。intaccept(intsockfd,structsockaddr*cliaddr,socklen_t*addrlen)堵第一登个参抄数指欢明哪直个监唇听套羞接口志，一卵般是凳由省li毒st长en码（）茄系统喜调用末指定悲的（途由于拆每个筹监听莲套接哄口都插对应蚁已连知接和裙未连议接两糖个队怎列，跑因此搭它的呼内部回机制育实质蠢是通屯过s逼oc跨kf末d指侍定在轻哪个控已连盗接队爹列头管中返富回龙一个将用于勉当前蹦客户钟的连谦接，拳如果航相应叶的已絮连接吨队列糠为空戒，a流cc子ep黄t进稿入睡捧眠）外。第凯二个罪参数诚指明缓客户应的地心址结库构，削如果潜对客狡户的害身份拍不感也兴趣点，可捡指定促其为扬空恳。箩注：旱对于绞采用汁TC说P传见输协泻议进源行通舰信的怒服务饮器和日客户帐机来砌说，随一定赤要经携过客初户请蜡求建民立连认接，袜服务佣器接得受连只接请挂求这氏一过真程；礼而对住采用塘UD挥P传哄输协苏议的沾通信炸双方泉则不掘需要归这一汪步骤星。赢（5素）通奴信各客户掩机可瘦以通扁过套凳接口着接收乡服务伐器传糖过来遥的数么据，杂也可进以通病过套迟接口杂向服持务器邀发送熊数据搜。前灶面所湖有的森准备帖工作岭（创息建套闯接口霉、绑品定等串操作网）都毙是为资这一舟步骤域准备称的。海常用路的从东套接流口中求接收悔数据市的调始用有储：r捧ec拴v、腐re拍cv妥fr你om桐、r点ec嘱vm仍sg纽等，牌常用芒的向匠套接壁口中临发送况数据肚的调替用有陪se从nd饮、s政en蚊dt最o、棚se饥nd碗ms台g等风。intrecv(ints,void*

buf,size_t

len,int

flags)

intrecvfrom(ints,void*

buf,size_t

len,int

flags,structsockaddr*

from,socklen_t*

fromlen)

intrecvmsg(ints,structmsghdr*

msg,int

flags)

intsend(ints,constvoid*

msg,size_t

len,int

flags)

intsendto(ints,constvoid*

msg,size_t

len,int

flagsconststructsockaddr*

to,socklen_t

tolen)

intsendmsg(ints,conststructmsghdr*

msg,int

flags)盒这纲里不汪再对日这些墨调用辆作具手体的阻说明击，只灶想强谎调一桑下，慧re昼cv登fr盗om慌（）外以及歪re斥cv源ms板g（防）可巨用于滩面向达连接气的套悲接口千，也劣可用首于面毫向非纹连接闸的套鉴接口据；而爸r垮ec柔v（达）一围般用卖于面支向连疏接的秩套接垮口。哄另外估，在嫁调用筒了c斤on敌ne请ct旷()花之后毙，就嚷应给调调用哑se亭nd愧()闷而不益是s仪en协dt物o(矛)了衫，因锐为调逮用了费c锡on患ne扬ct杰之后耳，目豪标就孙已经爽确定的了。腹前面拜讲到君，s蜂oc直ke盼t（革）系挪统调委用返装回套圣接口危描述挨字，蓬实际辆上它违是一视个文它件描珍述验符。纷所以雷，可裕以对雀套接圆口进锄行通科常的隔读写燥操作写，即第使用诸re挣ad早()攀及w委ri占te隆()惰方法课。在优实际锦应用岩中，半由于番面向窝连接醋的通灵信（佳采用炊TC竖P传疲输协驶议）侮是可支靠筹的，蒙同时佩又保座证字肌节流毕原有铃的顺若序，毫所以膊更适漆合用义re洁ad优及w右ri租te躲方法混。而零非面庆向连松接的窑通信匙（采帅用U吴DP膨传输桨协议药）是拍不可慨靠的料，字蚊节流栏也不娘一定年保持括原有著的兼顺序档，所浑以一板般不抛宜用圣re锄ad滥及w央ri疑te腐方法装。黑（6养）通治信的岭最后嗽一步趋是关六闭套锤接口盗由c腰lo垦se删()素来完存成此冤项功碗能，或它唯减一的杠参数品是套盐接口种描述作字，动不再束赘述虫。脖4、显典型夫调用剂代码宪：颂到处比可以孝发现落基于责套接弹口的御客户练机及恢服务晃器程坚序，懂这里路不再路给出素完整壤的范熄例代驶码，订只是庄给出喇它们斗的典羊型调冤用代舱码，驾并给邀出简肾要说炎明。奖（1嫁）典笨型的胞TC屑P服植务器芒代码督：......

intlisten_fd,connect_fd;

structsockaddr_inserv_addr,client_addr;

......

listen_fd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);

/*创建网际Ipv4域的（由PF_INET指定）面向连接的（由SOCK_STREAM指定，如果创建非面向连接的套接口则指定为SOCK_DGRAM）

的套接口。第三个参数0表示由内核确定缺省的传输协议，

对于本例，由于创建的是可靠的面向连接的基于流的套接口，内核将选择TCP作为本套接口的传输协议）*/

bzero(&serv_addr,sizeof(serv_addr));

serv_addr.sin_family=AF_INET;/*指明通信协议族*/

serv_addr.sin_port=htons(49152);/*分配端口号*/

inet_pton(AF_INET,"192.168.0.11",&serv_addr.sin_sddr);

/*分配地址，把点分十进制IPv4地址转化为32位二进制Ipv4地址。*/

bind(listen_fd,(structsockaddr*)serv_addr,sizeof(structsockaddr_in));/*实现绑定操作*/

listen(listen_fd,max_num);/*套接口进入侦听状态，max_num规定了内核为此套接口排队的最大连接个数*/

for(;;){

......

connect_fd=accept(listen_fd,(structsockaddr*)client_addr,&len);/*获得连接fd.*/

....../*发送和接收数据*/

}晚注：末端口间号的恒分议配是黎有一狂些惯齿例的售，不悟同的拴端口棍号对卷应不豪同的宣服务买或进秧程。端比如艇一般兰都把玩端口膀号2保1分袜配给犹FT叠P服侦务器铺的T政CP吐/I勤P实郊现。辽端口个号一区般分识为3侨段，兽0-押10跑23干（爽受限纪的众堤所周距知的袜端口括，由充分配球数值抬的权咐威机财构I凤AN继A管皮理）康，1鸣02悄4-这49姓15颈1（删可以风从I算AN限A那刚里申巷请注屡册的皮端口投），浇49融15宇2-鄙65葵53姐5（读临蓝时端势口，险这就板是为而什么帅代码选中的术端口灿号为退49骆15携2）师。夕对于雄多字备节整昼数在兽内存馆中有协两种馅存储拌方式疮：一铃种是奔低字殃节在诊前，铜高字秤节在扫后，肠这样垃的存轧储顺线序被优称为扩低端凝字节筐序孩（l熄it粗tl劈e-失en搬di猎an属）；稍高字岩节在色前，文低字溉节在害后的悦存储鹿顺序变则被事称为遇高端雄字节尽序（盛bi歼g-贷en造di纳an出）。注网络斜协议懒在处侦理多熟字节挑整数朋时，券采用狐的是碎高扬端字被节序现，而盲不同恨的主全机可洋能采违用不志同的驼字节爸序。痕因此遗在编怖程时洞一定代要考弦虑主妇机字霉节序披与网钻络字印节序祸间的朵相互机转换念。这衡就是煌程序肤中使饮用h肠to仇ns饲函数染的原锅因，暖它鼠返回走网络夜字节浴序的蚕整数汉。敢（2离）典坑型的利TC球P客嗓户代杂码：......

intsocket_fd;

structsockaddr_inserv_addr;

......

socket_fd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);

bzero(&serv_addr,sizeof(serv_addr));

serv_addr.sin_family=AF_INET;/*指明通信协议族*/

serv_addr.sin_port=htons(49152);/*分配端口号*/

inet_pton(AF_INET,"192.168.0.11",&serv_addr.sin_sddr);

/*分配地址，把点分十进制IPv4地址转化为32位二进制Ipv4地址。*/

connect(socket_fd,(structsockaddr*)serv_addr,sizeof(serv_addr));/*向服务器发起连接请求*/

....../*发送和接收数据*/

......颤对比影两段薄代码慎可以尸看出瓶，许异多调估用是吊服务茎器或索客户低机所鹅特有约的。缺另外来，对绳于非板面向考连接俘的传奔输协未议，厚代码挎还有铜简单服些，林没有家连接躺的发闭起请陵求和稍接收爸请求吸部分张。省5、趁网络光编程强中的景其他稼重要拔概念怎下面势列出恢了网支络编节程中胆的其背他重短要概侄念，基基本砍上都眼是给冈出这枕些概志念能吉够实述现的册功能同，读闹者在柱编程酿过程怠中如往果需就要这趟些功幸能，飘可查惰阅相贤关概底念。屈（1柄）、锋I/轨O复是用的倒概念滑I/歇O倡复用扔提供艳一种猜能力欺，这警种能搁力使健得当束一个毯I/绿O条娃件满鞋足时耕，进煤程能我够及婶时得特到这淡个信谈息。瓶I/狮O复劣用一玻般应张用在炉进程宇需要跨处理疯多个苦描述拴字的哪场合尘。它谋的一睁个优寺势在样于扇，进辆程不写是阻忠塞在厦真正卵的I多/O霜调用当上，册而是铃阻塞喝在s剖el唉ec课t(鼓)调篮用上脂，s势el兴ec刚t(京)可贵以同饥时处厌理多泻个描勉述字戴，如惭果它副所处分理的危所有戚描述塑字的凯I/亩O晌都没益有处岛于准渴备好苗的状速态，梯那么锤将阻沉塞；千如果膜有一寒个或姐多个极描述寒字I喂/O跪处于储准备咳好状友态，凝则s距el小ec书t(议)不逃阻塞都，同窜时会凝根据煤准备智好的盐特定挑描述乐字采失取相堡应的线I好/O山操作浆。询（2锻）、老Un岛ix块通信季域成前甩面主鬼要介蝇绍的石是P告F_顷IN鸟ET情通信书域，真实现抛网际衣间的貌进程桨间通贼信。态基于熟Un璃ix辈通信纱域（专调用日so颜ck驼et国时指业定通务信域牢为P发F_静LO私CA役L即谊可）威的套领接口水可以疯实刑现单朗机之幅间的锋进程盈间通痒信。早采用刮Un姿ix哈通信较域套少接口炕有几雕个好涛处：芳Un必ix晒通信舒域套恢接口挺通常农是T酿CP岁套接嫌口速妖度的晶两倍领；另栗一个辅好处波是，劳通过效Un惜ix缩通信绘域马套接诚口可射以实摇现在叙进程跪间传垦递描耀述字吩。所奸有可该用描悬述字壁描述摆的对侍象，鄙如文踢件、难管道含、有示名管把道及番套接报口等次，在