scoket入门说明

1、介绍

当你进入 UNIX ^[1] 的神秘世界后，立刻会发现越来越多的东西难以理解。对于大多数人来说，BSD socket 的概念就是其中一个。这是一个很短的教程来解释他们是什么、他们如何工作并给出一些简单的代码来解释如何使用他们。

2、类比 (什么是 socket ？)

socket 是进行程序间通讯(IPC)的 BSD 方法。这意味着 socket 用来让一个进程和其他的进程互通信息，就象我们用电话来和其他的人交流一样。

用电话来比喻是很恰当的，我们在后面将一直用电话这个概念来描叙 socket 。

3、装上你的新电话(怎样侦听？)

一个人要能够收到别人打给他的电话，首先他要装上一门电话。同样，你必须先建立 socket 以侦听线路。这个过程包含几个步骤。首先，你要建立一个新的 socket，就象先装上电话一样。socket() 命令就完成这个工作。

因为 sockets 有几种类型，你要注明你要建立什么类型的。你要做一个选择是 socket 的地址格式。如同电话有音频和脉冲两种形式一样，socket 有两个最重要的选项是 AF_UNIX 和 IAF_INET。AF_UNIX 就象 UNIX 路径名一样识别 sockets。这种形式对于在同一台机器上的 IPC 很有用。而 AF_INET 使用象 192.9.200.10 这样被点号隔开的四个十进制数字的地址格式。除了机器地址以外，还可以利用端口号来允许每台机器上的多个 AF_INET socket。我们这里将着重于 AF_INET 方式，因为他很有用并广泛使用。

另外一个你必须提供的参数是 socket 的类型。两个重要的类型是 SOCK_STREAM 和 SOCK_DGRAM。SOCK_STREAM表明数据象字符流一样通过 socket 。而 SOCK_DGRAM 则表明数据将是数据报(datagrams)的形式。我们将讲解 SOCK_STREAM sockets，他很常见并易于使用。

在建立 socket 后，我们就要提供 socket 侦听的地址了。就象你还要个电话号码来接电话一样。bind() 函数来处理这件事情。

SOCK_STREAM sockets 让连接请求形成一个队列。如果你忙于处理一个连接，别的连接请求将一直等待到该连接处理完毕。listen() 函数用来设置最大不被拒绝的请求数（一般为5个）。一般最好不要使用 listen() 函数。

下面的代码说明如何利用 socket()、 bind() 和 listen() 函数建立连接并可以接受数据。

　　

/* code to establish a socket; originally from [e-mail]　　*/　　int establish(unsigned short portnum)　　{ char myname[MAXHOSTNAME+1];　　int s;　　struct sockaddr_in sa;　　struct hostent *hp;　　memset(&sa, 0, sizeof(struct sockaddr_in)); /* clear our address */　　gethostname(myname, MAXHOSTNAME); /* who are we? */　　hp= gethostbyname(myname); /* get our address info */　　if (hp == NULL) /* we don't exist !? */　　return(-1);　　sa.sin_family= hp->h_addrtype; /* this is our host address */　　sa.sin_port= htons(portnum); /* this is our port number */　　if ((s= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) /* create socket */　　return(-1);　　if (bind(s,&sa,sizeof(struct sockaddr_in)) < 0) {　　close(s);　　return(-1); /* bind address to socket */　　}　　listen(s, 3); /* max # of queued connects */　　return(s);　　}

　　在建立完 socket 后，你要等待对该 socket 的调用了。accept() 函数为此目的而来。调用 accept() 如同在电话铃响后提起电话一样。Accept() 返回一个新的连接到调用方的 socket 。 
　　下面的代码演示使用是个演示。 
　　

/* wait for a connection to occur on a socket created with establish()　　*/　　int get_connection(int s)　　{ int t; /* socket of connection */　　if ((t = accept(s,NULL,NULL)) < 0) /* accept connection if there is one */　　return(-1);　　return(t);　　}　　和电话不同的是，在你处理先前的连接的时候，你还可以接受调用。为此，一般用 fork 来处理每个连接。下面的代码演示如何使用 establish() 和 get_connection() 来处理多个连接。 　　#include /* obligatory includes */　　#include 　　#include 　　#include 　　#include 　　#include 　　#include 　　#include 　　#include 　　#define PORTNUM 50000 /* random port number, we need something */　　void fireman(void);　　void do_something(int);　　main()　　{ int s, t;　　if ((s= establish(PORTNUM)) < 0) { /* plug in the phone */　　perror("establish");　　exit(1);　　}　　signal(SIGCHLD, fireman); /* this eliminates zombies */　　for (;;) { /* loop for phone calls */　　if ((t= get_connection(s)) < 0) { /* get a connection */　　if (errno == EINTR) /* EINTR might happen on accept(), */　　continue; /* try again */　　perror("accept"); /* bad */　　exit(1);　　}　　switch(fork()) { /* try to handle connection */　　case -1 : /* bad news. scream and die */　　perror("fork");　　close(s);　　close(t);　　exit(1);　　case 0 : /* we're the child, do something */　　close(s);　　do_something(t);　　exit(0);　　default : /* we're the parent so look for */　　close(t); /* another connection */　　continue;　　}　　}　　}　　/* as children die we should get catch their returns or else we get　　* zombies, A Bad Thing. fireman() catches falling children.　　*/　　void fireman(void)　　{　　while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0)　　;　　}　　/* this is the function that plays with the socket. it will be called　　* after getting a connection.　　*/　　void do_something(int s)　　{　　/* do your thing with the socket here　　:　　:　　*/　　}

4、拨号 (如何调用 socket)

现在你应该知道如何建立 socket 来接受调用了。那么如何调用呢？和电话一样，你要先有个电话。用 socket() 函数来完成这件事情，就象建立侦听的 socket 一样。

在给 socket 地址后，你可以用 connect() 函数来连接侦听的 socket 了。下面是一段代码。

int call_socket(char *hostname, unsigned short portnum){ struct sockaddr_in sa;struct hostent *hp;int a, s;if ((hp= gethostbyname(hostname)) == NULL) { /* do we know the hosts */errno= ECONNREFUSED; /* address? */return(-1); /* no */}memset(&sa,0,sizeof(sa));memcpy((char *)&sa.sin_addr,hp->h_addr,hp->h_length); /* set address */sa.sin_family= hp->h_addrtype;sa.sin_port= htons((u_short)portnum);if ((s= socket(hp->h_addrtype,SOCK_STREAM,0)) 0) {bcount += br; /* increment byte counter */buf += br; /* move buffer ptr for next read */}else if (br < 0) /* signal an error to the caller */return(-1);}return(bcount);}

相同的函数也可以写数据，留给我们的读者吧。

5、谈话

6、挂起(结束)

和你通过电话和某人交谈后一样，你要在 socket 间关闭连接。一般 close() 函数用来关闭每边的 socket 连接。如果一边的已经关闭，而另外一边却在向他写数据，则返回一个错误代码。

7、世界语(交流的语言很重要)

现在你可以在机器间联络了，可是要小心你所说的话。许多机器有自己的方言，如 ASCII 和 EBCDIC。更常见的问题是字节顺序问题。除非你一直传输的都是文本，否则你一定要注意这个问题。幸运的是，人们找出了解决的办法。

在很久以前，人们争论哪种顺序更“正确”。现在必要时有相应的函数来转换。其中有 htons()、ntohs()、htonl() 和 ntohl()。在传输一个整型数据前，先转换一下。

i= htonl(i);

write_data(s, &i, sizeof(i));

在读数据后，再变回来。

read_data(s, &i, sizeof(i));

i= ntohl(i);

如果你一直坚持这个习惯，你将比别人少出错的机会。

8、未来在你的掌握了(下一步？)

就用我们刚才讨论的东西，你就可以写自己的通讯程序了。和对待所有的新生事物一样， 最好还是看看别人已经做了些什么。这里有许多关于 BSD socket 的东西可以参考。