【socket】 unix域套接字(socketpair )通信|socketpair和pipe的区别|进程间通信-Unix domain socket
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unix域套接字(socketpair )通信|socketpair和pipe的区别
unix域套接字(socketpair )通信|socketpair和pipe的区别
2020-12-25 10:13:34
socketpair机制
描述
先看下传统的CS模型,如下:
总是一方发起请求,等待另一方回应。当一次传输完成之后,client端发起新的请求之后,server端才作出回应。 那如何才能做到双向通信? 一种解决办法就是client端即使client,又是server,server端即使client也是server,如下:
但是上述方面比较复杂,这时候就引入要分析的socketpair了。
socketpair用于创建一对相互连接的unnamed socket。而pipe系统调用使用创建的pipe也是相互连接的unnamed pipe(无名管道)。而pipe和socketpair创建的描述符之间的区别就是: pipe创建的描述符一端只能用于读,一端用于写,而socketpair创建的描述符任意一端既可以读也可以写。
原理
示例代码:
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <pthread.h>
#define SOCKET_BUFFER_SIZE (32768U)
void *thread_function(void *arg)
{
int len = 0;
int fd = *((int*)(arg));
char buf[500];
int cnt = 0;
/*主线程*/
while(1)
{
/*向main thread线程发送数据*/
len = sprintf(buf, "Hi, main process, cnt = %d", cnt++);
write(fd, buf, len);
/*读数据*/
len = read(fd, buf, 500);
buf[len]='\0';
printf("%s\n",buf);
sleep(5);
}
return NULL;
}
int main()
{
int ret;
int sockets[2];
int bufferSize = SOCKET_BUFFER_SIZE;
pthread_t thread;
ret = socketpair(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0, sockets);
if(ret == -1)
{
printf("socketpair create error!\n");
return -1;
}
/*设置socket描述符的选项*/
setsockopt(sockets[0], SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));
setsockopt(sockets[0], SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));
setsockopt(sockets[1], SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));
setsockopt(sockets[1], SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));
/*创建线程1*/
pthread_create(&thread, NULL, thread_function, (void*)(&sockets[1]));
int len = 0;
int fd = sockets[0];
char buf[500];
int cnt = 0;
/*主线程*/
while(1)
{
/*读数据*/
len = read(fd, buf, 500);
buf[len]='\0';
printf("%s\n",buf);
/*项thread线程发送数据*/
len = sprintf(buf, "Hi, thread process, cnt = %d", cnt++);
write(fd, buf, len);
}
return 0;
}
测试结果:
1. 编译代码
gcc socketpair.c -o socketpair -lpthread
2. 运行,查看结果
test$ ./socketpair
Hi, main process, cnt = 0
Hi, thread process, cnt = 0
Hi, main process, cnt = 1
Hi, thread process, cnt = 1
Hi, main process, cnt = 2
Hi, thread process, cnt = 2
注意: socketpair创建的只适用于父子进程或者线程间通信,不能用于两个进程之间通信。如果要实现两个进程之间的双向通信,则需要将socketpair创建的一个描述符fd发送给另一个进程,这相当于两个两个不同的进程访问同一个文件。
socketpair和pipe的区别
(原文:进程通信:管道(pipe)和socketpair区别_funpig的博客-CSDN博客_socketpair和pipe)
管道pipe是半双工的,pipe两次才能实现全双工,使得代码复杂。socketpair直接就可以实现全双工。
socketpair对两个文件描述符中的任何一个都可读和可写,而pipe是一个读,一个写。
详间代码:
一:pipe实现父子进程全双工通信:
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{
int fd1[2],fd2[2];
pipe(fd1);
pipe(fd2);
if ( fork() ) {
/* Parent process: echo client */
int val = 0;
close( fd1[0] );
close(fd2[1]);
while ( 1 ) {
sleep( 1 );
++val;
printf( "parent Sending data: %d\n", val );
write( fd1[1], &val, sizeof(val) );
read( fd2[0], &val, sizeof(val) );
printf( "parent Data received: %d\n", val );
}
}
else {
/* Child process: echo server */
int val ;
close( fd1[1] );
close(fd2[0]);
while ( 1 ) {
read( fd1[0], &val, sizeof(val) );
printf( "son Data received: %d\n", val );
++val;
write( fd2[1], &val, sizeof(val) );
printf( "son send received: %d\n", val );
}
}
}
输出结果:parent Sending data: 1
son Data received: 1
son send received: 2
parent Data received: 2
parent Sending data: 3
son Data received: 3
son send received: 4
parent Data received: 4
一:soketpair实现父子进程全双工通信:
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main ()
{
int fd[2];
int r = socketpair( AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, fd );
if ( r < 0 ) {
perror( "socketpair()" );
exit( 1 );
}
if ( fork() ) {
/* Parent process: echo client */
int val = 0;
close( fd[1] );
while ( 1 ) {
sleep( 1 );
++val;
printf( "parent Sending data: %d\n", val );
write( fd[0], &val, sizeof(val) );
read( fd[0], &val, sizeof(val) );
printf( "parent Data received: %d\n", val );
}
}
else {
/* Child process: echo server */
int val ;
close( fd[0] );
while ( 1 ) {
read( fd[1], &val, sizeof(val) );
printf( "son Data received: %d\n", val );
++val;
write( fd[1], &val, sizeof(val) );
printf( "son send received: %d\n", val );
}
}
}
输出结果:parent Sending data: 1
son Data received: 1
son send received: 2
parent Data received: 2
parent Sending data: 3
son Data received: 3
son send received: 4
parent Data received: 4
更多使用实例:《socketpair的用法和理解》socketpair的用法和理解_JohnWill_的博客-CSDN博客_socketpair
进程间通信-Unix domain socket
2020-04-24 19:24:09
socket API原本是为网络通讯设计的,但后来在socket的框架上发展出一种IPC机制,就是UNIX Domain Socket。
虽然网络socket也可用于同一台主机的进程间通讯(通过loopback地址127.0.0.1),但是UNIX Domain Socket用于IPC更有效率:不需要经过网络协议栈,不需要打包拆包、计算校验和、维护序号和应答等,只是将应用层数据从一个进程拷贝到另一个进程。
这是因为,IPC机制本质上是可靠的通讯,而网络协议是为不可靠的通讯设计的。UNIX Domain Socket也提供面向流和面向数据包两种API接口,类似于TCP和UDP,但是面向消息的UNIX Domain Socket也是可靠的,消息既不会丢失也不会顺序错乱。
UNIX Domain Socket是全双工的,API接口语义丰富,相比其它IPC机制有明显的优越性,目前已成为使用最广泛的IPC机制,比如X Window服务器和GUI程序之间就是通过UNIX Domain Socket通讯的。
使用UNIX Domain Socket的过程和网络socket十分相似,也要先调用socket()创建一个socket文件描述符,address family指定为AF_UNIX,type可以选择SOCK_DGRAM或SOCK_STREAM,protocol参数仍然指定为0即可。
UNIX Domain Socket与网络socket编程最明显的不同在于地址格式不同,用结构体sockaddr_un表示,网络编程的socket地址是IP地址加端口号,而UNIX Domain Socket的地址是一个socket类型的文件在文件系统中的路径,这个socket文件由bind()调用创建,如果调用bind()时该文件已存在,则bind()错误返回。
Unix domain socket和TCP/IP之间有两个重要的不同。
1、socket的地址是文件路径,而不是一个包含ip和端口的元组。
2、在文件系统创建的代表socket的文件在socket关闭后依然存在,并且需要在每次服务器启动时删除。
server.py
import socket
import sys
import os
SERVER_PATH = './uds_socket'
# Make sure the socket does not already exist
if os.path.exists(SERVER_PATH):
os.remove(SERVER_PATH)
print >>sys.stderr ,'starting unix domain socket server'
# Create a UDS socket
sock = socket.socket(socket.AF_UNIX, socket.SOCK_STREAM)
# Bind the socket to the port
sock.bind(SERVER_PATH)
# Listen for incoming conns
sock.listen(2)
print >>sys.stderr, 'Listening on path: %s' % SERVER_PATH
while True:
conn, addr = sock.accept()
try:
while True:
data = conn.recv(1024)
if data:
print >>sys.stderr, 'received [%s]' % data
conn.sendall(data)
else:
break
except Exception,e:
print e
finally:
conn.close()
client.py
import socket
import sys
# Create a UDS socket
sock = socket.socket(socket.AF_UNIX, socket.SOCK_STREAM)
# Connect the socket to the port where the server is listening
server_address = './uds_socket'
print >>sys.stderr, 'connecting to %s' % server_address
try:
sock.connect(server_address)
except socket.error, msg:
print >>sys.stderr, msg
sys.exit(1)
try:
# Send data
message = 'This is the message, This will be echoed back'
print >>sys.stderr, 'sending [%s]' % message
sock.sendall(message)
amount_received = 0
amount_expected = len(message)
while amount_received < amount_expected:
data = sock.recv(1024)
amount_received += len(data)
print >>sys.stderr, 'received [%s]' % data
finally:
print >>sys.stderr, 'closing socket'
sock.close()