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1. socket() 函数简介#

socket() 函数是创建一个套接字（socket）以进行网络通信的系统调用。套接字可以用于 TCP（面向连接）或 UDP（无连接）的通信。调用 socket() 函数时，需要指定协议族、套接字类型和协议。

socket() 函数原型：#

#include <sys/socket.h>

int socket(int domain, int type, int protocol);

• domain：指定通信协议族（地址族），常见的值有：

  • AF_INET：IPv4 网络协议。
  • AF_INET6：IPv6 网络协议。
  • AF_UNIX：本地通信（Unix域套接字）。

• type：指定套接字类型，常见的值有：

  • SOCK_STREAM：字节流（面向连接，TCP）。
  • SOCK_DGRAM：数据报（无连接，UDP）。
  • SOCK_RAW：原始套接字，允许访问底层协议。

• protocol：指定使用的协议，一般为 0，让系统自动选择合适的协议。

  • 对于 SOCK_STREAM，协议是 TCP。
  • 对于 SOCK_DGRAM，协议是 UDP。

示例：#

int sockfd;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  // 创建一个 TCP 套接字

2. 阻塞和非阻塞模式#

阻塞模式：#

默认情况下，套接字是以阻塞模式运行的。这意味着，当调用例如 recv() 或 send() 等阻塞系统调用时，程序会等待数据的接收或发送操作完成后才返回。例如，当一个套接字在等待数据时，调用 recv() 函数会一直阻塞，直到接收到数据或发生错误。

非阻塞模式：#

在非阻塞模式下，系统调用会立即返回，而不会等待操作完成。这样，程序可以在不阻塞的情况下执行其他任务，而不是等待某些操作完成。

使用 fcntl() 设置非阻塞模式：#

可以使用 fcntl() 函数将套接字设置为非阻塞模式：

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

// 将套接字设置为非阻塞模式
void set_nonblocking(int sockfd) {
    int flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
    fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);
}

当套接字是非阻塞时，像 recv()、send() 这样的系统调用会立即返回：

• 如果没有数据可读，recv() 会返回 -1，并将 errno 设置为 EAGAIN 或 EWOULDBLOCK。
• 如果无法发送数据，send() 也会返回 -1，并将 errno 设置为 EAGAIN。

3. Socket 通信的流程#

下面是一个标准的 TCP 套接字通信流程，分为 服务器端 和 客户端。

服务器端的流程：#

1. 创建套接字：使用 socket() 函数创建一个套接字。
2. 绑定套接字：使用 bind() 函数将套接字绑定到一个本地地址和端口。
3. 监听连接：使用 listen() 函数监听客户端连接请求。
4. 接受连接：使用 accept() 函数接受客户端的连接。
5. 收发数据：使用 recv() 和 send() 函数接收和发送数据。
6. 关闭连接：使用 close() 函数关闭套接字。

客户端的流程：#

1. 创建套接字：使用 socket() 函数创建一个套接字。
2. 连接服务器：使用 connect() 函数连接到服务器。
3. 收发数据：使用 recv() 和 send() 函数接收和发送数据。
4. 关闭连接：使用 close() 函数关闭套接字。