Linux socket 本地进程间通信
来源:互联网 发布:sql count1什么意思 编辑:程序博客网 时间:2024/05/29 08:47
socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。Socket就是该模式的一个实现, socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭).
说白了Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。
注意:其实socket也没有层的概念,它只是一个facade设计模式的应用,让编程变的更简单。是一个软件抽象层。在网络编程中,我们大量用的都是通过socket实现的。
使用套接字除了可以实现网络间不同主机间的通信外,还可以实现同一主机的不同进程间的通信,且建立的通信是双向的通信。socket进程通信与网络通信使用的是统一套接口,只是地址结构与某些参数不同。
其主要流程如下:
一. 创建socket
创建socket,类型为AF_LOCAL或AF_UNIX,表示用于进程通信:
调用函数socket(),其原型如下:
int socket(int domain, int type, int protocol);
参数:
domain:指定协议族,对于本地套接字来说,值必须设置为AF_UNIX枚举值;
type:指定套接字类型,可以被设置为SOCK_STREAM(流式套接字)活SOCK_DGRAM(数据报式套接字)
protocol:指定具体的协议,应被设置为0
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。
二. 设置socket参数
SOCK_STREAM式本地套接字的通信双方均需要有本地地址,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
struct sockaddr_un{
sa_family_t sun_family; // AF_UNIX
char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; // 路径名
}
三. 绑定
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);
参数
socket:服务端套接字描述符
address:需要绑定的服务端本地地址
address_len:本地地址的字节长度
四. 监听
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CAN_SERVICE)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);
参数
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。
五. 连接
客户端需要socket系统调用connect()连接到服务端,其函数原型如下:
int connect(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);
参数
socket:客户端的套接字描述符
address: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
五. 数据交互
无论客户端还是服务器,都要和对方进行数据上的交互。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。
循环读取客户端发送的消息,当客户端没有发送数据时会阻塞直到有数据到来。如果想要多个连接并发处理,需要创建线程,将每个连接交给相应的线程并发处理。接收到数据后,进行相应的处理,将结果返回给客户端。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);
以下为简单的,socket本地进程间通讯的例子:
1. 服务端
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/un.h> #define CAN_SERVICE "CAN_SERVICE" int main(void) { int ret; int len; int accept_fd; int socket_fd; static char recv_buf[1024]; socklen_t clt_addr_len; struct sockaddr_un clt_addr; struct sockaddr_un srv_addr; socket_fd=socket(PF_UNIX,SOCK_STREAM,0); if(socket_fd<0) { perror("cannot create communication socket"); return 1; } // 设置服务器参数 srv_addr.sun_family=AF_UNIX; strncpy(srv_addr.sun_path,CAN_SERVICE,sizeof(srv_addr.sun_path)-1); unlink(CAN_SERVICE); // 绑定socket地址 ret=bind(socket_fd,(struct sockaddr*)&srv_addr,sizeof(srv_addr)); if(ret==-1) { perror("cannot bind server socket"); close(socket_fd); unlink(CAN_SERVICE); return 1; } // 监听 ret=listen(socket_fd,1); if(ret==-1) { perror("cannot listen the client connect request"); close(socket_fd); unlink(CAN_SERVICE); return 1; } // 接受connect请求 len=sizeof(clt_addr); accept_fd=accept(socket_fd,(struct sockaddr*)&clt_addr,&len); if(accept_fd<0) { perror("cannot accept client connect request"); close(socket_fd); unlink(CAN_SERVICE); return 1; } // 读取和写入 memset(recv_buf,0,1024); int num=read(accept_fd,recv_buf,sizeof(recv_buf)); printf("Message from client (%d)) :%s\n",num,recv_buf); // 关闭socket close(accept_fd); close(socket_fd); unlink(CAN_SERVICE); return 0; }
2. 客户端
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/un.h> #define CAN_SERVICE "CAN_SERVICE" int main(void) { int ret; int socket_fd; char snd_buf[1024]; static struct sockaddr_un srv_addr; // 创建socket socket_fd=socket(PF_UNIX,SOCK_STREAM,0); if(socket_fd<0) { perror("cannot create communication socket"); return 1; } srv_addr.sun_family=AF_UNIX; strcpy(srv_addr.sun_path,CAN_SERVICE); // 连接到服务器 ret=connect(socket_fd,(struct sockaddr*)&srv_addr,sizeof(srv_addr)); if(ret==-1) { perror("cannot connect to the server"); close(socket_fd); return 1; } memset(snd_buf,0,1024); strcpy(snd_buf,"message from client"); // 读取和写入 write(socket_fd,snd_buf,sizeof(snd_buf)); close(socket_fd); return 0; }
gcc -o service service.c
gcc -o client client.c
运行
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。
❤SL--赶紧好起来吧,一起都会好起来的。祈祷。。。
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