linux socket
linux 的 C 库路径为 /usr/include,可以直接查看源码,也可以通过 "man 头文件名" 来学习,需要查看某个函数如 bind() ,则只需要 man 2 bind 即可。
如:<stdint.h> 定义了 int8_t、int16_t、int32_t、int64_t、uint8_t、uint16_t、uint32_t、uint64_t
详见:/usr/include/stdint.h 或 man stdint.h
IPv4套接口地址结构:
struct sockaddr_in { short int sin_family; /* Address family 2个字节 */ unsigned short int sin_port; /* Port number 2个字节 */ struct in_addr sin_addr; /* Internet address 4个字节 */ unsigned char sin_zero[8]; /* Same size as struct sockaddr 8个字节,暂不使用,一般设为0*/ };
sim_family 决定地址家族,IPv4 必须设置为 AF_INET,其它还有 AF_INET6 (IPv6协议)、AF_ROUTE(路由套接口)
in_addr 这个结构体里只含有一个成员:
struct in_addr { uint32_t s_addr; };
sin_addr.s_addr 使用网络字节序,可以使用 inet_addr 方法将字符串格式 IP 转换成网络字节序。
通用套接口地址结构:
struct sockaddr { unsigned short sa_family; /* address family, AF_xxx */ char sa_data[14]; /* 14 bytes of protocol address */ };
connect、 bind、 accept 方法使用的都是通用套接口地址结构,需要把 sockaddr_in 结构强转为 sockaddr 即可。
不同的主机可能有不同的字节序,其中x86 为小端字节序。网络字节序规定为大端字节序。
#include <stdio.h> #include <arpa/inet.h> int main() { unsigned int x = 0x12345678; unsigned char *p = (unsigned char*)&x; printf("%0x %0x %0x %0x\n",p[0],p[1],p[2],p[3]); unsigned y = htonl(x); p = (unsigned char*)&y; printf("%0x %0x %0x %0x\n",p[0],p[1],p[2],p[3]); }
输出结果为:
字节序转换函数:
#include <arpa/inet.h>
uint32_t htonl(unit32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint32_t ntohs(uint16_t netshort);
地址转换函数:
#include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> in_addr_t inet_addr(const char *cp); //点分十进制转换成32位整型地址 int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp); //同上 char *inet_ntoa(struct in_addr in); //32位整型地址转换成点分十进制地址
套接字类型:
SOCK_STREAM 流式套接字
SOCK_DGRAM 数据报套接字
SOCK_RAW 原始套接字
int socket(int domain, int type, int protocol);
如:socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
也可以写成:socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //第三个参数为0,表示由系统自动选择协议,而 AF_INET 和 SOCK_STREAM 组合一定是 IPPROTO_TCP 协议。
指定本机地址:
server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //推荐 server.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); inet_aton("127.0.0.1",&server.sin_addr);
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);
在绑定之前,尽量使用 setsockopt() 来设置 SO_REUSEADDR 套接字选项,可以使得不必等待 TIME_WAIT 状态消失就可以重启服务器。如:
int on = 1; setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));
level:(级别): 指定选项代码的类型。
SOL_SOCKET: 基本套接口
IPPROTO_IP: IPv4套接口
IPPROTO_IPV6: IPv6套接口
IPPROTO_TCP: TCP套接口
optname(选项名): 选项名称
optval(选项值): 是一个指向变量的指针 类型:整形,套接口结构, 其他结构类型:linger{}, timeval{ }
optlen(选项长度) :optval 的大小
返回值:标志打开或关闭某个特征的二进制选项
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
int listen(int sockfd, int backlog);
第二个参数表示监听队列最大连接数(包括未完成连接队列和已完成连接队列的大小之和),可以使用 SOMAXCONN 这个宏。
int accept(int listenfd, struct sockaddr* client, socklen_t *addlen);
client 和 addlen 是用来返回客户端的套接字地址结构和对应的结构长度的。如果不关心这两个值,可以使用 accept(int sockfd, NULL, NULL);
否则为:
sockaddr_in client_addr; socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr); //这时必须要有初始值,否则 accept() 失败 accept(sockfd, (sockaddr*)&client_addr, &client_addr_len));
使用 socket() 创建一个套接字时,默认情况下它是一个主动套接字,即将调用 connect() 发起连接的客户端套接字,对于服务器,必须调用 listen() 函数,将这个未连接的套接字转换成被动套接字,即监听套接字,负责接受每个客户的连接请求。一个服务器常常只有一个监听套接字,而且会一直存在,直到服务器关闭。accept() 函数可以返回已连接套接字描述符,已连接套接字是内核为每个被接受的客户端分别创建的,负责与对应的客户端进行数据传输。当服务器完成与该客户端的数据传输时,需要关闭该已连接描述符。
数据传输函数:
因为套接字描述符也是一种文件描述符,所以可以使用文件读写函数 read() 和 write():
#include <unistd.h>
int write(int sockfd, char *buf, int len); //出错返回 -1,成功返回大于0的整数,为发送的字节数
int read(int sockfd, char *buf, int len); //出错返回 -1,成功返回大于0的整数,为接收的字节数
此外,还有 TCP套接字提供的 send() 和 recv() 函数:
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t send(int sockfd, const void* buf, size_t len, int flags); //前三个参数同 write() ,第四个参数为传输控制标志,一般设为0,也可以为其它值如:MSG_OOB 等
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags); //前三个参数同 read() ,第四个参数一般设为0,也可以为其它值如:MSG_PEEK 等
关闭套接字:
#include <unistd.h>
close(int sockfd);
UDP的数据传输函数:
ssize_t sendto(int sockfd, const void* buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *to, int addrlen);
ssize_t recvfrom(int sockfd, const void* buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *from, int addrlen);
前四个参数完全等同 TCP 的 send 和 recv 方法,第五和第六个参数类似于 accept() 的后两个参数。这两个函数,也可以用于TCP协议,但是一般不这么使用。
UDP的套接字不需要监听,只要 bind() 需要监听的端口就可以接收数据了。
exit() 退出当前进程。
父进程退出,程序结束,但子进程却没有退出,可以通过 "px aux | grep 二进制文件名" 来查看。所以需要通过信号通知的方式,来通知子进程退出。
sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF) 获取服务器处理器数目(核心数)
关于下面的写法,见于:http://www.spongeliu.com/415.html
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while(0)