套接字是一種通信機制，憑借這種機制，客戶/服務器系統的開發工作既可以在本地單機上進行，也可以跨網絡進行。
套接字的特性有三個屬性確定，它們是：域（domain），類型（type），和協議（protocol）。套接字還用地址作為它的名字。地址的格式隨域（又被稱為協議族，protocol family）的不同而不同。每個協議族又可以使用一個或多個地址族定義地址格式。
1.套接字的域
域指定套接字通信中使用的網絡介質。最常見的套接字域是AF_INET，它是指Internet網絡，許多Linux局域網使用的都是該網絡，當然，因特網自身用的也是它。其底層的協議——網際協議（IP）只有一個地址族，它使用一種特定的方式來指定網絡中的計算機，即IP地址。
在計算機系統內部，端口通過分配一個唯一的16位的整數來表示，在系統外部，則需要通過IP地址和端口號的組合來確定。
2.套接字類型
流套接字（在某些方面類似域標準的輸入/輸出流）提供的是一個有序，可靠，雙向字節流的連接。
流套接字由類型SOCK_STREAM指定，它們是在AF_INET域中通過TCP/IP連接實現的。他們也是AF_UNIX域中常見的套接字類型。
數據包套接字
與流套接字相反，由類型SOCK_DGRAM指定的數據包套接字不建立和維持一個連接。它對可以發送的數據包的長度有限制。數據報作為一個單獨的網絡消息被傳輸，它可能會丟失，復制或亂序到達。
數據報套接字實在AF_INET域中通過UDP/IP連接實現，它提供的是一種無需的不可靠服務。
3.套接字協議
只要底層的傳輸機制允許不止一個協議來提供要求的套接字類型，我們就可以為套接字選擇一個特定的協議。
先上一個代碼
服務端：
//s_unix.c #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/un.h> #define UNIX_DOMAIN "/tmp/UNIX.domain" int main(void) { socklen_t clt_addr_len; int listen_fd; int com_fd; int ret; int i; static char recv_buf[1024]; int len; struct sockaddr_un clt_addr; struct sockaddr_un srv_addr; listen_fd=socket(PF_UNIX,SOCK_STREAM,0); if(listen_fd<0) { perror("cannot create communication socket"); return 1; } //set server addr_param srv_addr.sun_family=AF_UNIX; strncpy(srv_addr.sun_path,UNIX_DOMAIN,sizeof(srv_addr.sun_path)-1); unlink(UNIX_DOMAIN); //bind sockfd & addr ret=bind(listen_fd,(struct sockaddr*)&srv_addr,sizeof(srv_addr)); if(ret==-1) { perror("cannot bind server socket"); close(listen_fd); unlink(UNIX_DOMAIN); return 1; } //listen sockfd ret=listen(listen_fd,1); if(ret==-1) { perror("cannot listen the client connect request"); close(listen_fd); unlink(UNIX_DOMAIN); return 1; } //have connect request use accept len=sizeof(clt_addr); com_fd=accept(listen_fd,(struct sockaddr*)&clt_addr,&len); if(com_fd<0) { perror("cannot accept client connect request"); close(listen_fd); unlink(UNIX_DOMAIN); return 1; } //read and printf sent client info printf("/n=====info=====/n"); for(i=0;i<4;i++) { memset(recv_buf,0,1024); int num=read(com_fd,recv_buf,sizeof(recv_buf)); printf("Message from client (%d)) :%s/n",num,recv_buf); } close(com_fd); close(listen_fd); unlink(UNIX_DOMAIN); return 0; } 客戶端：
//c_unix.c#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <sys/un.h>#define UNIX_DOMAIN "/tmp/UNIX.domain"int main(void){ int connect_fd; int ret; char snd_buf[1024]; int i; static struct sockaddr_un srv_addr;//creat unix socket connect_fd=socket(PF_UNIX,SOCK_STREAM,0); if(connect_fd<0) { perror("cannot create communication socket"); return 1; } srv_addr.sun_family=AF_UNIX; strcpy(srv_addr.sun_path,UNIX_DOMAIN);//connect server ret=connect(connect_fd,(struct sockaddr*)&srv_addr,sizeof(srv_addr)); if(ret==-1) { perror("cannot connect to the server"); close(connect_fd); return 1; } memset(snd_buf,0,1024); strcpy(snd_buf,"message from client");//send info server for(i=0;i<4;i++) write(connect_fd,snd_buf,sizeof(snd_buf)); close(connect_fd); return 0;}使用套接字除了可以實現網絡間不同主機間的通信外，還可以實現同一主機的不同進程間的通信，且建立的通信是雙向的通信。socket進程通信與網絡通信使用的是統一套接口，只是地址結構與某些參數不同。
一、創建socket流程
（1）創建socket，類型為AF_LOCAL或AF_UNIX，表示用于進程通信：
創建套接字需要使用 socket 系統調用，其原型如下：
int socket(int domain, int type, int protocol);
其中，domain 參數指定協議族，對于本地套接字來說，其值須被置為 AF_UNIX 枚舉值；type 參數指定套接字類型，protocol 參數指定具體協議；type 參數可被設置為 SOCK_STREAM（流式套接字）或 SOCK_DGRAM（數據報式套接字），protocol 字段應被設置為 0；其返回值為生成的套接字描述符。
對于本地套接字來說，流式套接字（SOCK_STREAM）是一個有順序的、可靠的雙向字節流，相當于在本地進程之間建立起一條數據通道；數據報式套接字（SOCK_DGRAM）相當于單純的發送消息，在進程通信過程中，理論上可能會有信息丟失、復制或者不按先后次序到達的情況，但由于其在本地通信，不通過外界網絡，這些情況出現的概率很小。
二、命名socket。
SOCK_STREAM 式本地套接字的通信雙方均需要具有本地地址，其中服務器端的本地地址需要明確指定，指定方法是使用 struct sockaddr_un 類型的變量。
struct sockaddr_un { sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */ char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* 路徑名 */};這里面有一個很關鍵的東西，socket進程通信命名方式有兩種。一是普通的命名，socket會根據此命名創建一個同名的socket文件，客戶端連接的時候通過讀取該socket文件連接到socket服務端。這種方式的弊端是服務端必須對socket文件的路徑具備寫權限，客戶端必須知道socket文件路徑，且必須對該路徑有讀權限。
另外一種命名方式是抽象命名空間，這種方式不需要創建socket文件，只需要命名一個全局名字，即可讓客戶端根據此名字進行連接。后者的實現過程與前者的差別是，后者在對地址結構成員sun_path數組賦值的時候，必須把第一個字節置0，即sun_path[0] = 0，下面用代碼說明：
第一種方式：
//name the server socket server_addr.sun_family = AF_UNIX; strcpy(server_addr.sun_path,"/tmp/UNIX.domain"); server_len = sizeof(struct sockaddr_un); client_len = server_len;
第二種方式：
#define SERVER_NAME @socket_server
//name the socket server_addr.sun_family = AF_UNIX; strcpy(server_addr.sun_path, SERVER_NAME); server_addr.sun_path[0]=0; //server_len = sizeof(server_addr); server_len = strlen(SERVER_NAME) + offsetof(struct sockaddr_un, sun_path);
其中，offsetof函數在#include <stddef.h>頭文件中定義。因第二種方式的首字節置0，我們可以在命名字符串SERVER_NAME前添加一個占位字符串，例如:
#define SERVER_NAME @socket_server
前面的@符號就表示占位符，不算為實際名稱。
提示：客戶端連接服務器的時候，必須與服務端的命名方式相同，即如果服務端是普通命名方式，客戶端的地址也必須是普通命名方式；如果服務端是抽象命名方式，客戶端的地址也必須是抽象命名方式。
三、綁定
SOCK_STREAM 式本地套接字的通信雙方均需要具有本地地址，其中服務器端的本地地址需要明確指定，指定方法是使用 struct sockaddr_un 類型的變量，將相應字段賦值，再將其綁定在創建的服務器套接字上，綁定要使用 bind 系統調用，其原形如下：
int bind(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);
其中 socket表示服務器端的套接字描述符，address 表示需要綁定的本地地址，是一個 struct sockaddr_un 類型的變量，address_len 表示該本地地址的字節長度。實現服務器端地址指定功能的代碼如下（假設服務器端已經通過上文所述的 socket 系統調用創建了套接字，server_sockfd 為其套接字描述符）：
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));
客戶端的本地地址不用顯式指定，只需能連接到服務器端即可，因此，客戶端的 struct sockaddr_un 類型變量需要根據服務器的設置情況來設置，代碼如下（假設客戶端已經通過上文所述的 socket 系統調用創建了套接字，client_sockfd 為其套接字描述符）：
struct sockaddr_un client_address;client_address.sun_family = AF_UNIX;strcpy(client_address.sun_path, "Server Socket");
四、監聽
服務器端套接字創建完畢并賦予本地地址值（名稱，本例中為Server Socket）后，需要進行監聽，等待客戶端連接并處理請求，監聽使用 listen 系統調用，接受客戶端連接使用accept系統調用，它們的原形如下：
int listen(int socket, int backlog);int accept(int socket, struct sockaddr *address, size_t *address_len);
其中 socket 表示服務器端的套接字描述符；backlog 表示排隊連接隊列的長度（若有多個客戶端同時連接，則需要進行排隊）；address 表示當前連接客戶端的本地地址，該參數為輸出參數，是客戶端傳遞過來的關于自身的信息；address_len 表示當前連接客戶端本地地址的字節長度，這個參數既是輸入參數，又是輸出參數。實現監聽、接受和處理的代碼如下：
#define MAX_CONNECTION_NUMBER 10int 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?。健izeof(server_client_address); server_client_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr*)＆server_client_address, &server_client_length); // ...... (some process code)}這里使用死循環的原因是服務器是一個不斷提供服務的實體，它需要不間斷的進行監聽、接受并處理連接，本例中，每個連接只能進行串行處理，即一個連接處理完后，才能進行后續連接的處理。如果想要多個連接并發處理，則需要創建線程，將每個連接交給相應的線程并發處理。
客戶端套接字創建完畢并賦予本地地址值后，需要連接到服務器端進行通信，讓服務器端為其提供處理服務。對于 SOCK_STREAM 類型的流式套接字，需要客戶端與服務器之間進行連接方可使用。連接要使用 connect 系統調用，其原形為
int connect(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);
其中socket為客戶端的套接字描述符，address表示當前客戶端的本地地址，是一個 struct sockaddr_un 類型的變量，address_len 表示本地地址的字節長度。實現連接的代碼如下：
connect(client_sockfd, (struct sockaddr*)&client_address, sizeof(client_address));
無論客戶端還是服務器，都要和對方進行數據上的交互，這種交互也正是我們進程通信的主題。一個進程扮演客戶端的角色，另外一個進程扮演服務器的角色，兩個進程之間相互發送接收數據，這就是基于本地套接字的進程通信。發送和接收數據要使用 write 和 read 系統調用，它們的原形為：
int read(int socket, char *buffer, size_t len);int write(int socket, char *buffer, size_t len);
其中 socket 為套接字描述符；len 為需要發送或需要接收的數據長度；對于 read 系統調用，buffer 是用來存放接收數據的緩沖區，即接收來的數據存入其中，是一個輸出參數；對于 write 系統調用，buffer 用來存放需要發送出去的數據，即 buffer 內的數據被發送出去，是一個輸入參數；返回值為已經發送或接收的數據長度。例如客戶端要發送一個 "Hello" 字符串給服務器，則代碼如下：
char buffer[10] = "Hello";write(client_sockfd, buffer, strlen(buffer));
交互完成后，需要將連接斷開以節省資源，使用close系統調用，其原形為：
int close(int socket);
不多說了，直接使用，大家一定都會，呵呵！
上面所述的每個系統調用都有 -1 返回值，在調用不成功時，它們均會返回 -1，這個特性可以使得我們用 if - else 或異常處理語句來處理錯誤，為我們提供了很大的方便。
SOCK_DGRAM 數據報式本地套接字的應用場合很少，因為流式套接字在本地的連接時間可以忽略，所以效率并沒有提高，而且發送接收都需要攜帶對方的本地地址，因此很少甚至幾乎不使用。
與本地套接字相對應的是網絡套接字，可以用于在網絡上傳送數據，換言之，可實現不同機器上的進程通信過程。在 TCP/IP 協議中，IP 地址的首字節為 127 即代表本地，因此本地套接字通信可以使用 IP 地址為 127.x.x.x 的網絡套接字來實現。
總結
以上就是本文關于Linux進程間通信方式之socket使用實例的全部內容，希望對大家有所幫助。感謝朋友們對本站的支持。
新聞熱點
疑難解答
