进程通信————本地套接字

 唉，从去年开始就和那该死的开发包作战，现在还没完全拿下！有些人和组织自以为自己水平很高，方法很好，弄出一些极其复杂难以掌握的开发包，实在令人郁闷和不齿！还是OSEK组织好，轻量级的API让人倍感亲切，颇有当年周郎“谈笑间，强虏灰飞烟灭”的意思，看来David投对胎了！哈哈，扯了这么多，再来写上一段，估计郁闷烦躁的心情就会变成“春风得意马蹄疾，一日看尽长安花”了！

本地套接字的学名叫做文件系统套接字，是UNIX／Linux套接字家族中的一员，AF_UNIX是它的大名，呵呵，是不是带着点王者的气息啊？不光如此，它的使用也十分简单，下面我们就来看一看。

在程序中使用本地套接字，首先要包含支持它的头文件，下面的语句给出了包含方法：
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/un.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
其中，前三个头文件是使用本地套接字所必需的定义性文件，后两个头文件是对本地套接字进行I／O操作时可能用到的文件，一般情况下，五个文件都要包含在程序中。

头文件准备好了，就可以创建套接字并使用了，创建套接字需要使用socket系统调用，其原型如下：
int socket(int domain, int type, int protocol);
其中，domain参数指定协议族，对于本地套接字来说，其值须被置为AF_UNIX枚举值；type参数指定套接字类型，protocol参数指定具体协议；type参数可被设置为SOCK_STREAM（流式套接字）或SOCK_DGRAM（数据报式套接字），protocol字段应被设置为0；其返回值为生成的套接字描述符。

对于本地套接字来说，流式套接字（SOCK_STREAM）是一个有顺序的、可靠的双向字节流，相当于在本地进程之间建立起一条数据通道；数据报式套接字（SOCK_DGRAM）相当于单纯的发送消息，在进程通信过程中，理论上可能会有信息丢失、复制或者不按先后次序到达的情况，但由于其在本地通信，不通过外界网络，这些情况出现的概率很小。

SOCK＿STREAM流式本地套接字的通信双方均需要具有本地地址，其中服务器端的本地地址需要明确指定，指定方法是使用struct sockaddr_un类型的变量，将相应字段赋值，再将其绑定在创建的服务器套接字上，绑定要使用bind系统调用，其原形如下：
int bind(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);
其中socket表示服务器端的套接字描述符，address表示需要绑定的本地地址，是一个struct sockaddr_un类型的变量，address_len表示该本地地址的字节长度。实现服务器端地址指定功能的代码如下（假设服务器端已经通过上文所述的socket系统调用创建了套接字，server_sockfd为其套接字描述符）：

struct sockaddr_un server_address;
server_address.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(server_address.sun_path, "Server Socket");
bind(server_sockfd, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address));

客户端的本地地址不用显式指定，只需能连接到服务器端即可，因此，客户端的struct sockaddr_un类型变量需要根据服务器的设置情况来设置，代码如下（假设客户端已经通过上文所述的socket系统调用创建了套接字，client_sockfd为其套接字描述符）：

struct sockaddr_un client_address;
client_address.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(client_address.sun_path, "Server Socket");

服务器端套接字创建完毕并赋予本地地址值（名称，本例中为Server Socket）后，需要进行监听，等待客户端连接并处理请求，监听使用listen系统调用，接受客户端连接使用accept系统调用，它们的原形如下：
int listen(int socket, int backlog);
int accept(int socket, struct sockaddr *address, size_t *address_len);
其中socket表示服务器端的套接字描述符；backlog表示排队连接队列的长度（若有多个客户端同时连接，则需要进行排队）；address表示当前连接客户端的本地地址，该参数为输出参数，是客户端传递过来的关于自身的信息；address_len表示当前连接客户端本地地址的字节长度，这个参数既是输入参数，又是输出参数。实现监听、接受和处理的代码如下：

#define MAX_CONNECTION_NUMBER 10
int server_client_length, server_client_sockfd;
struct sockaddr_un server_client_address;
listen(server_sockfd, MAX_CONNECTION_NUMBER);
while(1)
{
    // ...... (some process code)
    server_client_length　＝　sizeof(server_client_address);
    server_client_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr*)＆server_client_address, &server_client_length);
    // ...... (some process code)
}

这里使用死循环的原因是服务器是一个不断提供服务的实体，它需要不间断的进行监听、接受并处理连接，本例中，每个连接只能进行串行处理，即一个连接处理完后，才能进行后续连接的处理。如果想要多个连接并发处理，则需要创建线程，将每个连接交给相应的线程并发处理（关于多进程/线程程序设计，以后将另辟专题讨论）。

客户端套接字创建完毕并赋予本地地址值后，需要连接到服务器端进行通信，让服务器端为其提供处理服务。对于SOCK_STREAM类型的流式套接字，需要客户端与服务器之间进行连接方可使用。连接要使用connect系统调用，其原形为
int connect(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);
其中socket为客户端的套接字描述符，address表示当前客户端的本地地址，是一个struct sockaddr_un类型的变量，address_len表示本地地址的字节长度。实现连接的代码如下：

connect(client_sockfd, (struct sockaddr*)&client_address, sizeof(client_address));

无论客户端还是服务器，都要和对方进行数据上的交互，这种交互也正是我们进程通信的主题。一个进程扮演客户端的角色，另外一个进程扮演服务器的角色，两个进程之间相互发送接收数据，这就是基于本地套接字的进程通信。发送和接收数据要使用write和read系统调用，它们的原形为：
int read(int socket, char *buffer, size_t len);
int write(int socket, char *buffer, size_t len);
其中socket为套接字描述符；len为需要发送或需要接收的数据长度；对于read系统调用，buffer是用来存放接收数据的缓冲区，即接收来的数据存入其中，是一个输出参数；对于write系统调用，buffer用来存放需要发送出去的数据，即buffer内的数据被发送出去，是一个输入参数；返回值为已经发送或接收的数据长度。例如客户端要发送一个“Hello”字符串给服务器，则代码如下：
char buffer[10] = "Hello";
write(client_sockfd, buffer, strlen(buffer));

交互完成后，需要将连接断开以节省资源，使用close系统调用，其原形为：
int close(int socket);
不多说了，直接使用，大家一定都会，呵呵！

上面所述的每个系统调用都有-1返回值，在调用不成功时，它们均会返回-1，这个特性可以使得我们用if-else或异常处理语句来处理错误，为我们提供了很大的方便。

SOCK＿DGRAM数据报式本地套接字的应用场合很少，因为流式套接字在本地的连接时间可以忽略，所以效率并没有提高，而且发送接收都需要携带对方的本地地址，因此很少甚至几乎不使用，这里不再赘述，下篇网络套接字将会着重讨论。

与本地套接字相对应的是网络套接字，可以用于在网络上传送数据，换言之，可实现不同机器上的进程通信过程。在TCP／IP协议中，IP地址的首字节为127即代表本地，因此本地套接字通信可以使用IP地址为127.x.x.x的网络套接字来实现。因此，我们在这里就给出本地套接字通信的模板类了，等待下一个帖子给出网络套接字通信模板类的时候，大家只需要在构造函数中添上127开头的IP地址，就可以方便的完成本地通信了，呵呵，还是很神奇的嘛！

最后要和大家道个歉，由于本人最近的项目任务太多，这个帖子拖到现在才完成，可以说吊足了大家的胃口，嘿嘿，希望大家原谅，别拿柿子砸我啊！哈哈！好了，再见！