SOCKET编程(1)——接口函数
1.AF_INET、PF_INET:
AF表示address families 地址簇,表示某个地址属于哪个簇,例如结构体struct sockaddr_in addr,里面的sin_family就是AF_INET,表示变量addr的地址簇是AF_INET。sockaddr_in的in就是表示是inet类型的sockaddr。
PF表示Protocol families 协议簇,协议栈处理的协议,例如创建socket使用参数PF_INET:
socket(int family, int type, int protocol) 注意family是PF_INET表示该socket接收INET协议的报文(ipv4协议),protocol如果是IPPROTO_UDP则表示处理协议簇PF_INET上面的UDP协议。
另外,struct sockaddr_in addr,从这个结构体就标识了addr这个地址是AF_INET类型,并且struct sockaddr_in的family固定是AF_INET,为什么里面还要有family字段?
例如调用bind()时,里面传入的当然是sockaddr类型,而之后调用inet_bind()时:
struct sockaddr_in *addr = (struct sockaddr_in *)uaddr;
然后判断addr->sin_family是不是AF_INET,其实也可以判断uaddr的sa_family,因此struct sockaddr_in也包括了family字段应该只是为了和通用结构体强转。
总结:AF的宏其实就是表示了某个地址的类型,例如IPV4地址或IPV6的地址格式不一样,当然需要使用一个字段开标识,就是family字段。
PF的宏其实就是表示了某个协议的类型,例如需要接收IPV4的报文,则要传入PF_INET参数
而因为一个协议有其特定的地址格式,是一一对应关系,所以两个宏设置的值是一样的,可以互换使用。
2.socket接口
【1】connect
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
阻塞socket connect时会等待返回结果,等于0表示成功,小于0表示失败。
非阻塞socket connect时会立刻返回结果,等于0表示成功,小于0且errno == EINPROGRESS表示连接正在进行,此时应该等待该socket触发写信号,触发时获取该socket的SO_ERROR选项,据此值来判断socket是否connect成功,另外也可以判断是否有读信号,如果有则表示连接失败。
【2】send
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
返回值:[1]返回值等于发送长度,则表示成功。
[2]返回值小于发送长度,但是大于0,则表示发送缓冲区已满,等待继续发送剩下的数据。
[3]返回值小于0,如果(errno == EINTR || errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK || errno == 0)这些情况时,表示需要再次尝试发送。
[4]返回值等于0,表示传入的长度参数就是0或者缓冲区已满,应该尝试继续发送。
阻塞和非阻塞的处理方式是一样的,只有返回值小于0时,才能判断errno的值,否则errno的值是无效的。
如果send时,当前socket已经断开(对方已经关闭),此时底层会抛出一个SIGPIPE信号,这个信号的缺省处理方法是退出进程,所以需要设置忽略此信号。
【3】recv
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
返回值:[1]返回值大于0表示接收成功。
[2]返回值小于0时,如果(errno == EINTR || errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK || errno == 0)这些情况时,表示需要再次尝试接收。
[3]返回值等于0时,表示连接断开,需要关闭socket。
阻塞和非阻塞的处理方式是一样的,只有返回值小于0时,才能判断errno的值,否则errno的值是无效的。
【4】accept
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
accept之后会返回一个新的socket,注意要看情况给这个socket设置相关的选项。
【5】listen
int listen(int sockfd, int backlog);
listen函数主要就是backlog参数,下面记录backlog参数的意义:
3.select、epoll
select(maxfd + 1, &rfd, &wfd, NULL, &timeout);
最后一个参数是超时时间,如果传0(struct timeval timeout = {0,0})表示只遍历一遍就返回。如果传NULL,表示直到遍历到有事件才返回。如果传大于0的值,则表示超时时间。
epoll_wait(fd, events_ready, max_fd, -1);
LT模式:socket有事件时通知应用程序,例如有读事件时:此时可以read缓冲区的部分或者全部数据(直到返回-1,errno为EAGAIN),也可以不做任何处理,因为下次epoll_wait时,如果缓冲区有数据还会再次触发信号。
ET模式:socket有事件时通知应用程序,但是只会通知一次,直到应用程序做了操作导致下次状态改变时才会再次触发,例如有读事件时:必须把缓冲区数据读完。这个模式只支持非阻塞socket。
缺省是LT模式,如果要使用ET模式,则添加事件时加上EPOLLET标记:event.events = EPOLLIN | EPOLLOUT | EPOLLET;
注意select和epoll的最后一个值是超时时间,如果这个函数后面还有其他流程处理(例如检查状态等),则一定要设置一个固定的超时时间或者填0。
4.socket相关操作
/*设置文件打开数*/ struct rlimit l; l.rlim_cur = 90000; l.rlim_max = 90000; setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &l); /*忽略SIGPIPE信号,否则对端关闭socket时,本端调用send()函数会导致进程退出*/ signal(SIGPIPE, SIG_IGN); /*connect触发写信号时,通过判断该值判断连接是否成功。*/ int cc, optlen = sizeof(cc); getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, (void *)&cc, (void *)&optlen); /*设置socket的发送、接收缓冲区*/ int size = 8 * 1024 *1024; setsockopt(sk, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, (void *)&size, sizeof(size)); setsockopt(sk, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (void *)&size, sizeof(size)); /*阻塞socket设置收发超时时间*/ struct timeval tv = {2,0}; setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &tv, sizeof(struct timeval)); setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv, sizeof(struct timeval)); /*获取tcp socket的目的地址*/ struct sockaddr_in server_addr; getsockname(fd, (struct sockaddr *)&server_addr, &addrlen);
5.内核相关参数
//设置socket的发送、接收缓冲区最大值 sysctl -w net.core.rmem_max=104857600 sysctl -w net.core.wmem_max=104857600 //设置可以绑定的端口范围,多并发时使用 echo 1024 65535 >/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range //设置快速回收TIME_WAIT连接 sysctl net.ipv4.tcp_tw_recycle=1