UNIX Domain Socket IPC
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文献:http://www.verydemo.com/demo_c170_i13026.html
4. UNIX Domain Socket IPC
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:等,。这是因为,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,,type可以选择SOCK_DGRAM或SOCK_STREAM,即可。
UNIX Domain Socket与网络socket编程,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。
以下程序将UNIX Domain socket绑定到一个地址。
#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <stddef.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/un.h><pre class="programlisting">#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <stddef.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/un.h>int main(void){int fd, size;struct sockaddr_un un;memset(&un, 0, sizeof(un));un.sun_family = AF_UNIX;strcpy(un.sun_path, "foo.socket");if ((fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {perror("socket error");exit(1);}size = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(un.sun_path);if (bind(fd, (struct sockaddr *)&un, size) < 0) {perror("bind error");exit(1);}printf("UNIX domain socket bound\n");exit(0);}
注意程序中的offsetof宏,它在stddef.h头文件中定义:
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((int)&((TYPE *)0)->MEMBER)
offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) 就是取 sockaddr_un 结构体的 sun_path 成员在结构体中的偏移,也就是从结构体的第几个字节开始是sun_path成员。想一想,这个宏是如何实现这一功能的?
该程序的运行结果如下。
$ ./a.outUNIX domain socket bound$ ls -l foo.socketsrwxrwxr-x 1 user 0 Aug 22 12:43 foo.socket$ ./a.outbind error: Address already in use$ rm foo.socket$ ./a.outUNIX domain socket bound
以下是服务器的listen模块,与网络socket编程类似,在bind之后要listen,表示通过bind的地址(也就是socket文件)提供服务。
#include <stddef.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/un.h>#include <errno.h>#define QLEN 10/* * Create a server endpoint of a connection. * Returns fd if all OK, <0 on error. */int serv_listen(const char *name){int fd, len, err, rval;struct sockaddr_un un;/* create a UNIX domain stream socket */if ((fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) < 0)return(-1);unlink(name); /* in case it already exists *//* fill in socket address structure */memset(&un, 0, sizeof(un));un.sun_family = AF_UNIX;strcpy(un.sun_path, name);len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(name);/* bind the name to the descriptor */if (bind(fd, (struct sockaddr *)&un, len) < 0) {rval = -2;goto errout;}if (listen(fd, QLEN) < 0) { /* tell kernel we're a server */rval = -3;goto errout;}return(fd);errout:err = errno;close(fd);errno = err;return(rval);}
以下是服务器的accept模块,,如果不是socket文件就返回错误码,如果是socket文件,在建立连接后这个文件就没有用了,调用unlink把它删掉,通过传出参数uidptr返回客户端程序的user id。
#include <stddef.h>#include <sys/stat.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/un.h>#include <errno.h>int serv_accept(int listenfd, uid_t *uidptr){int clifd, len, err, rval;time_t staletime;struct sockaddr_un un;struct stat statbuf;len = sizeof(un);if ((clifd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&un, &len)) < 0)return(-1); /* often errno=EINTR, if signal caught *//* obtain the client's uid from its calling address */len -= offsetof(struct sockaddr_un, sun_path); /* len of pathname */un.sun_path[len] = 0; /* null terminate */if (stat(un.sun_path, &statbuf) < 0) {rval = -2;goto errout;}if (S_ISSOCK(statbuf.st_mode) == 0) {rval = -3; /* not a socket */goto errout;}if (uidptr != NULL)*uidptr = statbuf.st_uid; /* return uid of caller */unlink(un.sun_path); /* we're done with pathname now */return(clifd);errout:err = errno;close(clifd);errno = err;return(rval);}
以下是客户端的connect模块,与网络socket编程依赖系统自动分配的地址。的好处是,该文件名可以包含客户端的pid以便服务器区分不同的客户端。
#include <stdio.h>#include <stddef.h>#include <sys/stat.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/un.h>#include <errno.h>#define CLI_PATH "/var/tmp/" /* +5 for pid = 14 chars *//* * Create a client endpoint and connect to a server. * Returns fd if all OK, <0 on error. */int cli_conn(const char *name){int fd, len, err, rval;struct sockaddr_un un;/* create a UNIX domain stream socket */if ((fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) < 0)return(-1);/* fill socket address structure with our address */memset(&un, 0, sizeof(un));un.sun_family = AF_UNIX;sprintf(un.sun_path, "%s%05d", CLI_PATH, getpid());len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(un.sun_path);unlink(un.sun_path); /* in case it already exists */if (bind(fd, (struct sockaddr *)&un, len) < 0) {rval = -2;goto errout;}/* fill socket address structure with server's address */memset(&un, 0, sizeof(un));un.sun_family = AF_UNIX;strcpy(un.sun_path, name);len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(name);if (connect(fd, (struct sockaddr *)&un, len) < 0) {rval = -4;goto errout;}return(fd);errout:err = errno;close(fd);errno = err;return(rval);}
http://learn.akae.cn/media/ch37s04.html
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