套接字編程的總結(jié)

套接字編程的總結(jié)第1篇套接字編程的總結(jié)第1篇

ServerSocket是創(chuàng)建TCP服務(wù)端Socket的API。

服務(wù)器使用的TCPSocket對(duì)象（傳入的端口，就是要公開(kāi)的端口，一般稱(chēng)為監(jiān)聽(tīng)（listen）端口）

注意：

accept：接起電話（服務(wù)器是電話鈴響的這一方）

Socket對(duì)象：建立起的連接

close：掛電話（誰(shuí)都可以掛）

Socket是客戶(hù)端Socket，或服務(wù)端中接收到客戶(hù)端建立連接（accept方法）的請(qǐng)求后，返回的服務(wù)端Socket。

不管是客戶(hù)端還是服務(wù)端Socket，都是雙方建立連接以后，保存的對(duì)端信息，及用來(lái)與對(duì)方收發(fā)數(shù)據(jù)的。

注意：

注意：

TCP發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，需要先建立連接，什么時(shí)候關(guān)閉連接就決定是短連接還是長(zhǎng)連接：

對(duì)比以上長(zhǎng)短連接，兩者區(qū)別如下：

擴(kuò)展了解：

基于BIO（同步阻塞IO）的長(zhǎng)連接會(huì)一直占用系統(tǒng)資源。對(duì)于并發(fā)要求很高的服務(wù)端系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這樣的消耗是不能承受的。

由于每個(gè)連接都需要不停的阻塞等待接收數(shù)據(jù)，所以每個(gè)連接都會(huì)在一個(gè)線程中運(yùn)行。一次阻塞等待對(duì)應(yīng)著一次請(qǐng)求、響應(yīng)，不停處理也就是長(zhǎng)連接的特性：一直不關(guān)閉連接，不停的處理請(qǐng)求。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，服務(wù)端一般是基于NIO（即同步非阻塞IO）來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)連接，性能可以極大的提升。

現(xiàn)在還遺留一個(gè)問(wèn)題：

如果同時(shí)多個(gè)長(zhǎng)連接客戶(hù)端，連接該服務(wù)器，能否正常處理？

需要在IDEA配置客戶(hù)端支持同時(shí)運(yùn)行多個(gè)實(shí)例！

所以可以使用多線程解決長(zhǎng)連接客戶(hù)端不支持同時(shí)在線的問(wèn)題：

將任務(wù)專(zhuān)門(mén)交給其他線程來(lái)處理，主線程只負(fù)責(zé)接受socket。

這里僅演示短連接，長(zhǎng)連接和多線程在博主的個(gè)人倉(cāng)庫(kù)下：

TCP服務(wù)端：

TCP客戶(hù)端：

套接字編程的總結(jié)第2篇fd為要寫(xiě)入的文件的描述符，buf為要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)地址，nbytes為要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。write()函數(shù)會(huì)將緩沖區(qū)buf中的nbytes個(gè)字節(jié)寫(xiě)入文件fd，成功則返回寫(xiě)入的字節(jié)數(shù)，失敗則返回-1。read()的原型為：

fd為要讀取的文件的描述符，buf為要接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)地址，nbytes為要讀取的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。

套接字編程的總結(jié)第3篇由系統(tǒng)提供用于網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)，是基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元?；赟ocket套接字的網(wǎng)絡(luò)程序開(kāi)發(fā)就是網(wǎng)絡(luò)編程。

Socket套接字主要針對(duì)傳輸層協(xié)議，分為三類(lèi)：1、流套接字：使用傳輸層TCP協(xié)議TCP的特點(diǎn)：有連接、可靠傳輸、面向字節(jié)流,全雙工對(duì)于字節(jié)流來(lái)說(shuō)，可以簡(jiǎn)單的理解為，傳輸數(shù)據(jù)是基于IO流，流式數(shù)據(jù)的特征就是在IO流沒(méi)有關(guān)閉的情況下，是無(wú)邊界的數(shù)據(jù)，可以多次發(fā)送，也可以分開(kāi)多次接收。

2、數(shù)據(jù)報(bào)套接字：使用傳輸層UDP協(xié)議UDP的特點(diǎn)：無(wú)連接、不可靠傳輸、面向數(shù)據(jù)報(bào)，全雙工對(duì)于數(shù)據(jù)報(bào)來(lái)說(shuō)，可以簡(jiǎn)單的理解為，傳輸數(shù)據(jù)是一塊一塊的，發(fā)送一塊數(shù)據(jù)假如100個(gè)字節(jié)，必須一次發(fā)送，接收也必須一次接收100個(gè)字節(jié)，而不能分100次，每次接收1個(gè)字節(jié)。

3、原始套接字

套接字編程的總結(jié)第4篇只能處理IPv4的ip地址不可重入函數(shù)注意參數(shù)是structin_addr

支持IPv4和IPv6可重入函數(shù)其中inet_pton和inet_ntop不僅可以轉(zhuǎn)換IPv4的in_addr，還可以轉(zhuǎn)換IPv6的in6_addr。

socket模型流程圖

在Linux下創(chuàng)建socket

綁定端口號(hào)

socket()函數(shù)用來(lái)創(chuàng)建套接字，確定套接字的各種屬性，然后服務(wù)器端要用bind()函數(shù)將套接字與特定的IP地址和端口綁定起來(lái)，只有這樣，流經(jīng)該IP地址和端口的數(shù)據(jù)才能交給套接字處理；而客戶(hù)端要用connect()函數(shù)建立連接。

套接字編程的總結(jié)第5篇1)首先會(huì)檢查緩沖區(qū)，如果緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)，那么就讀取，否則函數(shù)會(huì)被阻塞，直到網(wǎng)絡(luò)上有數(shù)據(jù)到來(lái)。

2)如果要讀取的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度小于緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，那么就不能一次性將緩沖區(qū)中的所有數(shù)據(jù)讀出，剩余數(shù)據(jù)將不斷積壓，直到有read()/recv()函數(shù)再次讀取。

3)直到讀取到數(shù)據(jù)后read()/recv()函數(shù)才會(huì)返回，否則就一直被阻塞。

這就是TCP套接字的阻塞模式。所謂阻塞，就是上一步動(dòng)作沒(méi)有完成，下一步動(dòng)作將暫停，直到上一步動(dòng)作完成后才能繼續(xù)，以保持同步性。

TCP套接字默認(rèn)情況下是阻塞模式

和C語(yǔ)言教程一樣，我們從一個(gè)簡(jiǎn)單的“HelloWorld!”程序切入socket編程。

演示了Linux下的代碼，是服務(wù)器端代碼，是客戶(hù)端代碼，要實(shí)現(xiàn)的功能是：客戶(hù)端從服務(wù)器讀取一個(gè)字符串并打印出來(lái)。

服務(wù)器端代碼：

客戶(hù)端代碼:

先編譯

并運(yùn)行：

正常情況下，程序運(yùn)行到accept()函數(shù)就會(huì)被阻塞，等待客戶(hù)端發(fā)起請(qǐng)求。接下來(lái)編譯

并運(yùn)行：

client運(yùn)行后，通過(guò)connect()函數(shù)向server發(fā)起請(qǐng)求，處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)的server被激活，執(zhí)行accept()函數(shù)，接受客戶(hù)端的請(qǐng)求，然后執(zhí)行write()函數(shù)向client傳回?cái)?shù)據(jù)。client接收到傳回的數(shù)據(jù)后，connect()就運(yùn)行結(jié)束了，然后使用read()將數(shù)據(jù)讀取出來(lái)。需要注意的是：server只接受一次client請(qǐng)求，當(dāng)server向client傳回?cái)?shù)據(jù)后，程序就運(yùn)行結(jié)束了。如果想再次接收到服務(wù)器的數(shù)據(jù)，必須再次運(yùn)行server，所以這是一個(gè)非常簡(jiǎn)陋的socket程序，不能夠一直接受客戶(hù)端的請(qǐng)求。

套接字編程的總結(jié)第6篇源文件包含迭代的、無(wú)連接TIME服務(wù)器所用的代碼。本題程序調(diào)用了自定義例程庫(kù)函數(shù)passivesock分配和綁定服務(wù)器套接口。

該結(jié)構(gòu)體即本篇博客開(kāi)頭的背景知識(shí)部分所提到的新的通用套接字地址結(jié)構(gòu)體，兼容IPv6。

intrecvfrom(ints,void*buf,intlen,unsignedintflags,structsockaddr*from,int*fromlen)

用于從（已連接）套接口上接收數(shù)據(jù)，并捕獲數(shù)據(jù)發(fā)送源的地址。

uint32htonl(uint32hl)

htonl()將主機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)換成無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。本函數(shù)將一個(gè)32位數(shù)從主機(jī)字節(jié)順序轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序?？深?lèi)比于ntohl()

intsendto(sockets,constvoid*msg,intlen,unsignedintflags,conststructsockaddr*to,inttolen)

sendto()指向一指定目的地發(fā)送數(shù)據(jù)，sendto()適用于發(fā)送未建立連接的UDP數(shù)據(jù)包（參數(shù)為SOCK_DGRAM）。sendto()用來(lái)將數(shù)據(jù)由指定的socket傳給對(duì)方主機(jī)。

參數(shù)s為已建好連線的socket，如果利用UDP協(xié)議則不需經(jīng)過(guò)連線操作

參數(shù)msg指向欲連線的數(shù)據(jù)內(nèi)容

參數(shù)len數(shù)據(jù)內(nèi)容長(zhǎng)度

參數(shù)flags一般設(shè)0

參數(shù)to用來(lái)指定欲傳送的網(wǎng)絡(luò)地址

參數(shù)tolen為sockaddr的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度

套接字編程的總結(jié)第7篇源文件中定義的函數(shù)passivesock包含分配和綁定服務(wù)器套接口的細(xì)節(jié)。該函數(shù)通常作為庫(kù)例程被其它程序調(diào)用（如和等）。

在本篇博客前面部分有講解到addrinfo結(jié)構(gòu)體，其中hints參數(shù)的ai_flags成員沒(méi)有細(xì)說(shuō)，在服務(wù)器庫(kù)例程中又有涉及，故在此敘述下：

ai_flags參數(shù)：

AI_PASSIVE：設(shè)置了AI_PASSIVE標(biāo)志，則

AI_CANONNAME：請(qǐng)求canonical(主機(jī)的officialname)名字。如果設(shè)置了該標(biāo)志，那么res返回的第一個(gè)structaddrinfo中的ai_canonname域會(huì)存儲(chǔ)officialname的指針。

AI_NUMERICHOST：阻止域名解析。

AI_NUMERICSERV：阻止服務(wù)名解析。

AI_V4MAPPED：當(dāng)ai_family指定為AF_INT6(IPv6)時(shí)，如果沒(méi)有找到IPv6地址，那么會(huì)返回IPv4-mappedIPv6地址。

intsetsockopt(ints,intlevel,intoptname,constvoid*optval,socklen_toptlen)

函數(shù)說(shuō)明：setsockopt()用來(lái)設(shè)置參數(shù)s所指定的socket狀態(tài)

參數(shù)level代表欲設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)層，一般設(shè)成SOL_SOCKET以存取socket層

參數(shù)optname代表欲設(shè)置的選項(xiàng)，有下列幾種數(shù)值：

SO_DEBUG打開(kāi)或關(guān)閉排錯(cuò)模式

SO_REUSEADDR允許在bind()過(guò)程中本地地址可重復(fù)使用

SO_TYPE返回socket形態(tài)

SO_ERROR返回socket已發(fā)生的錯(cuò)誤原因

SO_DONTROUTE送出的數(shù)據(jù)包不要利用路由設(shè)備來(lái)傳輸

SO_BROADCAST使用廣播方式傳送

SO_SNDBUF設(shè)置送出的暫存區(qū)大小

SO_RCVBUF設(shè)置接收的暫存區(qū)大小

SO_KEEPALIVE定期確定連線是否已終止.

SO_OOBINLINE當(dāng)接收到OOB數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)馬上送至標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備

SO_LINGER確保數(shù)據(jù)安全且可靠的傳送出去.

參數(shù)optval代表欲設(shè)置的值

參數(shù)optlen則為optval的長(zhǎng)度

intbind(intsocket,conststructsockaddr*address,socklen_taddress_len)

通過(guò)socket系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建的文件描述符并不能直接使用，TCP/UDP協(xié)議中所涉及的協(xié)議、IP、端口等基本要素并未體現(xiàn)，而bind()系統(tǒng)調(diào)用就是將這些要素與文件描述符關(guān)聯(lián)起來(lái)。

intlisten(intsocket,intbacklog)

使用socket系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建一個(gè)套接字時(shí)，它被假設(shè)是一個(gè)主動(dòng)套接字（客戶(hù)端套接字），而調(diào)用listen()系統(tǒng)調(diào)用就是將這個(gè)主動(dòng)套接字轉(zhuǎn)換成被動(dòng)套接字，指示內(nèi)核應(yīng)接受指向該套接字的連接請(qǐng)求。返回值為0則成功，-1表示失敗并設(shè)置errno值。

socket：socket監(jiān)聽(tīng)文件描述符。

backlog：設(shè)置未完成連接隊(duì)列和已完成連接隊(duì)列各自的隊(duì)列長(zhǎng)度（注意：不同的系統(tǒng)對(duì)該值的解釋會(huì)存在差異）。Linux系統(tǒng)下，SYNQUEUE隊(duì)列長(zhǎng)度閾值存放在/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog文件中，ACCEPTQUEUE隊(duì)列長(zhǎng)度閾值存放在/proc/sys/net/core/somaxconn文件中。兩個(gè)隊(duì)列長(zhǎng)度的計(jì)算公式如下：

套接字編程的總結(jié)第8篇

注：三次握手，指在建立鏈接過(guò)程中，客戶(hù)端先向服務(wù)端發(fā)出syn請(qǐng)求，然后服務(wù)端對(duì)客戶(hù)端進(jìn)行ack回復(fù)及syn請(qǐng)求，客戶(hù)端再進(jìn)行ack請(qǐng)求，來(lái)回了三次才能確定可以建立鏈接（因?yàn)門(mén)CP協(xié)議是面向連接的，所以必須確定客戶(hù)端和服務(wù)端均在線）

以上函數(shù)的實(shí)現(xiàn)及解析會(huì)在代碼中實(shí)現(xiàn)介紹

直接上代碼，代碼里面詳細(xì)的解析

阿鯉在這里直接給大家github的鏈接，里面有以下四種類(lèi)型

注意：因?yàn)閠cp協(xié)議存在三次握手，在傳輸信息時(shí)會(huì)服務(wù)端每次都會(huì)新建立一個(gè)新的socket所以在多個(gè)客戶(hù)端向服務(wù)端發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，會(huì)覆蓋原先的socket的操作句柄（fd），導(dǎo)致之前的客戶(hù)端鏈接失效，所以需要多線程或多進(jìn)程實(shí)現(xiàn)

套接字編程的總結(jié)第9篇

為了執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)I/O，一個(gè)進(jìn)程必須做的第一件事就是調(diào)用socket函數(shù)（本質(zhì)就是打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)文件），指定期望通信的協(xié)議類(lèi)型（使用IPV4的TCP、使用IPV6的UDP、Unix域字節(jié)流協(xié)議等）。

參數(shù)說(shuō)明：

domain參數(shù)：指明協(xié)議族，即你想要使用什么協(xié)議（IPV4、IPV6...），它是下列表格中的某個(gè)常值。該參數(shù)也往往被稱(chēng)為協(xié)議域。

規(guī)定：我們接下來(lái)所使用的套接字所采用的協(xié)議都是AF_INET(IPV4協(xié)議)

type參數(shù)：指明套接字的類(lèi)型，它是下列表格中的某個(gè)常值。

如果你是要TCP通信的話，就要是要SOCK_STREAM作為類(lèi)型，UDP就使用SOCK_DGRAM作為類(lèi)型。

protocol參數(shù)：創(chuàng)建套接字的協(xié)議類(lèi)別。你可以指明為T(mén)CP或UDP，但該字段一般直接設(shè)置為0就可以了，設(shè)置為0表示的就是默認(rèn)，此時(shí)會(huì)根據(jù)傳入的前兩個(gè)參數(shù)自動(dòng)推導(dǎo)出你最終需要使用的是哪種協(xié)議。

返回值說(shuō)明：

套接字創(chuàng)建成功返回一個(gè)文件描述符，創(chuàng)建失敗返回-1，同時(shí)錯(cuò)誤碼會(huì)被設(shè)置。

bind函數(shù)是把一個(gè)協(xié)議地址賦予一個(gè)套接字。

參數(shù)說(shuō)明：

sockfd參數(shù)：綁定的文件的文件描述符。也就是我們創(chuàng)建套接字時(shí)獲取到的文件描述符。

addr參數(shù)：這個(gè)參數(shù)是指向一個(gè)特定于協(xié)議的地址結(jié)構(gòu)的指針。里面包含了協(xié)議族、端口號(hào)、IP地址等。（見(jiàn)下一節(jié)sockaddr結(jié)構(gòu)中的介紹）

addrlen參數(shù)：是該協(xié)議的地址結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度。

返回值說(shuō)明：

綁定成功返回0，綁定失敗返回-1，同時(shí)錯(cuò)誤碼會(huì)被設(shè)置。

listen函數(shù)僅由TCP服務(wù)器調(diào)用，表明服務(wù)器對(duì)外宣告它愿意接受連接請(qǐng)求，它做兩件事：

1.當(dāng)socket函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)套接字時(shí)，它被假設(shè)為一個(gè)主動(dòng)套接字，也就是說(shuō)將調(diào)用connect發(fā)起連接的客戶(hù)端套接字。listen函數(shù)把一個(gè)未連接的套接字轉(zhuǎn)換成一個(gè)被動(dòng)套接字，指示內(nèi)核應(yīng)接受指向該套接字的連接請(qǐng)求。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，服務(wù)器調(diào)用listen函數(shù)，就是告訴客戶(hù)端你可以連接我了。

2.第二個(gè)參數(shù)規(guī)定了內(nèi)核應(yīng)該為相應(yīng)的套接字排隊(duì)的最大連接個(gè)數(shù)。backlog提供了一個(gè)提示，提示系統(tǒng)該進(jìn)程要入隊(duì)的未完成連接的請(qǐng)求數(shù)量。其實(shí)際由系統(tǒng)決定，對(duì)于TCP而言，默認(rèn)是128。

一旦隊(duì)列滿(mǎn)了，系統(tǒng)就會(huì)拒絕多余的連接請(qǐng)求，所有backlog的值應(yīng)該基于服務(wù)器期望負(fù)載和處理量來(lái)選擇，其中處理量是指接受連接請(qǐng)求與啟動(dòng)服務(wù)的數(shù)量。

一旦服務(wù)器調(diào)用了listen，所用的套接字就能接受連接請(qǐng)求。使用accept函數(shù)獲得的連接請(qǐng)求并建立連接。

返回值：成功返回0，失敗返回-1；

本函數(shù)通常應(yīng)該在調(diào)用socket和bind這兩個(gè)函數(shù)之后，并在調(diào)用accept函數(shù)之前調(diào)用。

accept函數(shù)是由TCP服務(wù)器調(diào)用，用于從已完成連接隊(duì)列隊(duì)頭返回下一個(gè)已完成連接。如果已完成連接隊(duì)列為空，那么進(jìn)程將被投入睡眠。

如果accept成功，那么其返回值是由內(nèi)核自動(dòng)生成的一個(gè)全新描述符，代表與所返回客戶(hù)的TCP連接。我們常常稱(chēng)它的第一個(gè)參數(shù)為監(jiān)聽(tīng)套接字(listening

socket)描述符(由socket創(chuàng)建，隨后用作bind和listen的第一個(gè)參數(shù)的描述符)，稱(chēng)它的返回值為已連接套接字(connected

socket)

描述符。區(qū)分這兩個(gè)套接字非常重要。一個(gè)服務(wù)器通常僅僅創(chuàng)建一個(gè)監(jiān)聽(tīng)套接字，它在該服務(wù)器的生命期內(nèi)一直存在。內(nèi)核為每個(gè)由服務(wù)器進(jìn)程接受的客戶(hù)連接創(chuàng)建一個(gè)已連接套接字(也就是說(shuō)對(duì)于它的TCP三路握手過(guò)程已經(jīng)完成)。當(dāng)服務(wù)器完成對(duì)某個(gè)給定客戶(hù)的服務(wù)時(shí)，相應(yīng)的已連接套接字就被關(guān)閉。

總的來(lái)說(shuō)，函數(shù)accept所返回的文件描述符是新的套接字描述符，該描述符連接到調(diào)用connect的客戶(hù)端。這個(gè)新的套接字描述符和原始套接字（sockfd）具有相同的套接字類(lèi)型和地址族。傳給accept的原始套接字沒(méi)有關(guān)聯(lián)到這個(gè)連接，而是繼續(xù)保持監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)并接受其他連接請(qǐng)求。

TCP客戶(hù)用connect函數(shù)來(lái)建立與TCP服務(wù)器的連接。

參數(shù)說(shuō)明：

sockfd參數(shù)：是由socket函數(shù)返回的套接字描述符，第二個(gè)以及第三個(gè)參數(shù)分別是指向套接字地址結(jié)構(gòu)的指針和該結(jié)構(gòu)的大小。

在connect中指定的地址是我們想要與之通信服務(wù)器地址。如果sockfd沒(méi)有綁定到一個(gè)地址，connect會(huì)給調(diào)用者綁定一個(gè)默認(rèn)地址。

返回值說(shuō)明：

若成功則為0，若出錯(cuò)則為-1；

從介紹的套接字函數(shù)接口來(lái)看，bind函數(shù)、accept函數(shù)和conect函數(shù)都有一個(gè)structsockaddr的結(jié)構(gòu)體指針，我們?cè)诮榻B參數(shù)的時(shí)候也已經(jīng)說(shuō)了，這種結(jié)構(gòu)是指向一個(gè)特定于協(xié)議的地址結(jié)構(gòu)的指針。里面包含了協(xié)議族、端口號(hào)、IP地址等。

在網(wǎng)絡(luò)通信的時(shí)候，其標(biāo)準(zhǔn)方式有多種，比如：IPV4套接字地址結(jié)構(gòu)——structsockaddr_in，Unix域套接字地址結(jié)構(gòu)——structsockaddr_un；前者屬于網(wǎng)絡(luò)通信，后者屬于域間通信；

也就是說(shuō)我們的套接字接口就這么一套，但是通信方式確有多種，你只需要給這個(gè)結(jié)構(gòu)體（structsockaddr）傳輸你想要的通信方式即可；其實(shí)也不難看出，這種就類(lèi)似于多態(tài)，所有的通信方式都是子類(lèi)，structsockaddr就是父類(lèi)，父類(lèi)指向不同的子類(lèi)，就使用不同的方法；

我們要做的就是在使用的時(shí)進(jìn)行強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換即可；可能你會(huì)想到在C語(yǔ)言中有一個(gè)指針void*，它的功能就是可以接受任意類(lèi)型的指針，再進(jìn)行強(qiáng)轉(zhuǎn)也可以。但是，早期在設(shè)計(jì)的時(shí)候還沒(méi)有void*這種指針，所以這種用法一直延續(xù)至今。

大多數(shù)套接字函數(shù)都需要指向套接字地址結(jié)構(gòu)的指針作為參數(shù)。每個(gè)協(xié)議族都定義了它自己的套接字地址結(jié)構(gòu)。這些地址結(jié)構(gòu)的名字均已sockaddr_開(kāi)頭。

由于通信方式的種類(lèi)有多種，套接字接口只有一套，如果給每個(gè)通信方式都設(shè)計(jì)一套接口，單從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，完全是可以的。但是從使用者和學(xué)習(xí)者來(lái)講，無(wú)疑是增加了負(fù)擔(dān)。所以早期在設(shè)計(jì)的時(shí)候，就單獨(dú)設(shè)計(jì)了一個(gè)通用的套接字地址結(jié)構(gòu)，我們只要給這個(gè)通用的套接字地址結(jié)構(gòu)傳入不同的套接字地址結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行強(qiáng)轉(zhuǎn)。在地址結(jié)構(gòu)中給到我們想要通信的IP地址、端口號(hào)以及所采用的協(xié)議族。

其中3個(gè)結(jié)構(gòu)里都包含了__SOCKADDR_COMMON這個(gè)宏，我們先把它的定義找到；

這三個(gè)結(jié)構(gòu)的第一個(gè)字段都是一個(gè)unsignedshortint類(lèi)型，只不過(guò)用宏來(lái)定義了三個(gè)不同的名字，至此第一個(gè)結(jié)構(gòu)就清楚了，在一般環(huán)境下（short一般為2個(gè)字節(jié)），整個(gè)結(jié)構(gòu)占用16個(gè)字節(jié)，變量sa_family占用2個(gè)字節(jié)，變量sa_data保留14個(gè)字節(jié)用于保存IP地址信息。

接著我們發(fā)現(xiàn)第二個(gè)結(jié)構(gòu)中還有in_port_t和structin_addr兩個(gè)類(lèi)型沒(méi)有定義，繼續(xù)找下去吧：

這么看來(lái)sockaddr_in這個(gè)結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，除了一開(kāi)始的2個(gè)字節(jié)表示sin_family，然后是2個(gè)字節(jié)的變量sin_port表示端口，接著是4個(gè)字節(jié)的變量sin_addr表示IP地址，最后是8個(gè)字節(jié)變量sin_zero填充尾部，用來(lái)與結(jié)構(gòu)sockaddr對(duì)齊。

那接下來(lái)我們整理一下，為了看的清楚，部分結(jié)構(gòu)使用偽代碼，不能通過(guò)編譯，主要是方便理解：

附圖：源碼結(jié)構(gòu)

套接字編程的總結(jié)第10篇當(dāng)套接字處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)accept()函數(shù)來(lái)接收客戶(hù)端請(qǐng)求。

它的參數(shù)與listen()和connect()是相同的：sock為服務(wù)器端套接字，addr為sockaddr_in結(jié)構(gòu)體變量，addrlen為參數(shù)addr的長(zhǎng)度，可由sizeof()求得。

accept()返回一個(gè)新的套接字來(lái)和客戶(hù)端通信，addr保存了客戶(hù)端的IP地址和端口號(hào)，而sock是服務(wù)器端的套接字，大家注意區(qū)分。后面和客戶(hù)端通信時(shí)，要使用這個(gè)新生成的套接字，而不是原來(lái)服務(wù)器端的套接字。

套接字編程的總結(jié)第11篇舉個(gè)栗子：

關(guān)于端口被占用的問(wèn)題：

如果一個(gè)進(jìn)程A已經(jīng)綁定了一個(gè)端口，再啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程B綁定該端口，就會(huì)報(bào)錯(cuò)，這種情況也叫端口被占用。對(duì)于java進(jìn)程來(lái)說(shuō)，端口被占用的常見(jiàn)報(bào)錯(cuò)信息如下：

此時(shí)需要檢查進(jìn)程B綁定的是哪個(gè)端口，再查看該端口被哪個(gè)進(jìn)程占用。以下為通過(guò)端口號(hào)查進(jìn)程的方式：

在cmd輸入netstat-ano|findstr端口號(hào)，則可以顯示對(duì)應(yīng)進(jìn)程的pid。如以下命令顯示了8888進(jìn)程的pid

在任務(wù)管理器中，通過(guò)pid查找進(jìn)程解決端口被占用的問(wèn)題：

套接字編程的總結(jié)第12篇網(wǎng)絡(luò)編程的核心，是SocketAPI，這是一個(gè)由操作系統(tǒng)給應(yīng)用程序提供的網(wǎng)絡(luò)編程API。

并且我們認(rèn)為SocketAPI是和傳輸層密切相關(guān)的。

Socket套接字主要針對(duì)傳輸層協(xié)議分為以下幾類(lèi)：

流套接字：使用傳輸層TCP協(xié)議

數(shù)據(jù)報(bào)套接字：使用傳輸層UDP協(xié)議

無(wú)連接、有連接：

打電話就是有連接的，需要連接建立了才能通信。連接建立需要對(duì)方來(lái)接收，如果連接沒(méi)有建立好，就通信不了。

發(fā)短信、發(fā)微信就是無(wú)連接的。

不可靠傳輸、可靠傳輸：

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境天然就是復(fù)雜的，不可能保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)100%能夠到達(dá)。發(fā)送方能知道自己的消息是發(fā)送過(guò)去了還是丟了，就是可靠\不可靠傳輸。

面向字節(jié)流、面向數(shù)據(jù)報(bào)：

數(shù)據(jù)傳輸就和文件讀寫(xiě)類(lèi)似，“流式”的，就叫面向字節(jié)流

數(shù)據(jù)傳輸以一個(gè)個(gè)的“數(shù)據(jù)報(bào)”（可能是若干字節(jié)，帶有一定格式的）為基本單位，就叫面向數(shù)據(jù)報(bào)。

全雙工、半雙工：

一個(gè)通信通道，可以雙向傳輸，既可以發(fā)送也可以接收就叫做全雙工。

只能單向傳輸?shù)木徒凶霭腚p工。

Java中使用UDP協(xié)議通信，主要基于DatagramSocket類(lèi)來(lái)創(chuàng)建數(shù)據(jù)報(bào)套接字，并使用DatagramPacket作為發(fā)送或接收的UDP數(shù)據(jù)報(bào)，對(duì)于一次發(fā)送及接收UDP數(shù)據(jù)報(bào)的流程如下：

以上只是一次發(fā)送端的UDP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送，及接收端的數(shù)據(jù)報(bào)接收，并沒(méi)有返回的數(shù)據(jù)。也就只有請(qǐng)求，沒(méi)有響應(yīng)。對(duì)于一個(gè)服務(wù)器來(lái)說(shuō)，重要的是提供多個(gè)客戶(hù)端的請(qǐng)求處理及響應(yīng)，流程如下：

首先先了解一些注意事項(xiàng)：

1.客戶(hù)端和服務(wù)器：開(kāi)發(fā)時(shí)，一般是基于一個(gè)主機(jī)開(kāi)啟兩個(gè)進(jìn)程作為客戶(hù)端和服務(wù)器，但真實(shí)的場(chǎng)景一般都是不同主機(jī)。

2.注意目的IP和目的端口號(hào)，標(biāo)識(shí)了一次數(shù)據(jù)傳輸時(shí)要發(fā)送數(shù)據(jù)的終點(diǎn)主機(jī)和進(jìn)程。

編程我們是使用流套接字和數(shù)據(jù)報(bào)套接字，基于傳輸層的TCP或UDP協(xié)議，但應(yīng)用層協(xié)議，也需要考慮，這塊我們?cè)诤罄m(xù)來(lái)說(shuō)明如何設(shè)計(jì)應(yīng)用層協(xié)議。

4.關(guān)于端口被占用的問(wèn)題：

如果一個(gè)進(jìn)程A已經(jīng)綁定了一個(gè)端口，再啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程B綁定該端口，就會(huì)報(bào)錯(cuò)，這就叫端口被占用。對(duì)于Java進(jìn)程來(lái)說(shuō)，端口被占用的常見(jiàn)報(bào)錯(cuò)信息如下：

在cmd輸入：netstat-ano|findstr端口號(hào)就可以顯示對(duì)應(yīng)進(jìn)程的pid，然后在任務(wù)管理器中通過(guò)pid查找進(jìn)程。

解決方法：

如果占用端口的進(jìn)程A不需要運(yùn)行，就可以關(guān)閉A后，再啟動(dòng)需要綁定該端口的進(jìn)程B。

如果需要運(yùn)行A進(jìn)程，則可以修改進(jìn)程B的綁定端口，換為其他沒(méi)有使用的端口。

DatagramSocket是UDPSocket，用于發(fā)送和接收UDP數(shù)據(jù)報(bào)。

在操作系統(tǒng)中，把這個(gè)socket對(duì)象也當(dāng)成是一個(gè)文件來(lái)處理的，相當(dāng)于是文件描述符表上的一項(xiàng)。只不過(guò)普通文件對(duì)應(yīng)的設(shè)備是硬盤(pán)，而socket文件對(duì)應(yīng)的設(shè)備是網(wǎng)卡。

DatagramSocket構(gòu)造方法：

DatagramSocket方法：

DatagramPacket是UDPSocket發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)報(bào)。

DatagramPacket構(gòu)造方法：

DatagramPacket方法：

普通的服務(wù)器：收到請(qǐng)求，根據(jù)請(qǐng)求計(jì)算響應(yīng)，返回響應(yīng)。

而echoserver（回顯服務(wù)器）省略了其中的根據(jù)請(qǐng)求計(jì)算響應(yīng)，請(qǐng)求是啥，就返回啥。

先來(lái)看一遍完整代碼：

我們一點(diǎn)一點(diǎn)來(lái)解析：

在操作系統(tǒng)內(nèi)核中,使用了一種特殊的叫做_socket_這樣的文件來(lái)抽象表示網(wǎng)卡，因此進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信,勢(shì)必需要先有一個(gè)socket對(duì)象。

同時(shí)對(duì)于服務(wù)器來(lái)說(shuō),創(chuàng)建socket對(duì)象的同時(shí),要讓他綁定上一個(gè)具體的端口號(hào)，如果是操作系統(tǒng)隨機(jī)分配的端口,此時(shí)客戶(hù)端就不知道這個(gè)端口是啥了,也就無(wú)法進(jìn)行通信了。

對(duì)于UDP來(lái)說(shuō)，傳輸數(shù)據(jù)的基本單位是DatagramPacket，并且用一個(gè)while循環(huán)來(lái)表示循環(huán)接收請(qǐng)求，用DatagramPacket來(lái)表示接收到的，然后再用receive把這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)給網(wǎng)卡接收到。

此時(shí)的DatagramPacket是一個(gè)特殊的對(duì)象，并不方便直接進(jìn)行處理，可以把這里包含的數(shù)據(jù)拿出來(lái)，通過(guò)構(gòu)造字符串的方式來(lái)存到request里面去。

之前給的最大長(zhǎng)度是4096，但是這里的空間不一定用滿(mǎn)了，可能只用了一小部分，因此就通過(guò)getLength獲取到實(shí)際的數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度，只把這個(gè)實(shí)際的有效部分給構(gòu)造成字符串即可。

緊接著我們用一個(gè)process方法來(lái)表示服務(wù)器的響應(yīng)。實(shí)際開(kāi)發(fā)中這個(gè)部分是最重要的，服務(wù)器的響應(yīng)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)編程最核心的部分之一。

獲取到客戶(hù)端的ip和端口號(hào)（這兩個(gè)信息本身就在requestpacket中）

通過(guò)send方法把responsePacket方法里面的信息傳出去。

主要的工作流程：

1.讀取請(qǐng)求并解析

2.根據(jù)請(qǐng)求計(jì)算相應(yīng)

3.構(gòu)造響應(yīng)并且寫(xiě)回客戶(hù)端

一次通信，需要有兩個(gè)ip，兩個(gè)端口，客戶(hù)端的ip是，客戶(hù)端的端口是系統(tǒng)自動(dòng)分配的，服務(wù)器ip和端口需要告訴客戶(hù)端，才能順利把消息發(fā)給服務(wù)器。

先來(lái)看完整代碼：

通過(guò)socket，IP和端口我們才能和服務(wù)器端連接起來(lái)。

在客戶(hù)端中，需要用戶(hù)自己輸入，獲取到用戶(hù)的request后，需要打包成requestPacket然后通過(guò)發(fā)送給服務(wù)器。

完成上一步后，等待服務(wù)器的響應(yīng)，到客戶(hù)端這邊用receive接收，類(lèi)型為responsePacket。最后再轉(zhuǎn)換成String類(lèi)型的response打印出來(lái)。

客戶(hù)端發(fā)送給服務(wù)器后，就進(jìn)入阻塞等待，這里的receive能阻塞，是因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)原生提供的API就是阻塞的函數(shù)，這里的阻塞不是Java實(shí)現(xiàn)的，而是系統(tǒng)內(nèi)核里實(shí)現(xiàn)的。

同時(shí)最后的main函數(shù)中，應(yīng)該指定好ip和端口號(hào)，以便客戶(hù)端能訪問(wèn)到服務(wù)器端。

同時(shí)也可以打開(kāi)這個(gè)選項(xiàng)，同時(shí)開(kāi)啟多個(gè)客戶(hù)端，共用一個(gè)服務(wù)器。

針對(duì)上述的程序，來(lái)看看端口沖突是什么效果，一個(gè)端口只能被一個(gè)進(jìn)程使用，如果有多個(gè)就不行。

TCP和UDP的差別還是有不少的，比如一個(gè)有連接一個(gè)無(wú)連接，一個(gè)是可以直接發(fā)送，一個(gè)需要數(shù)據(jù)報(bào)打包發(fā)送。

ServerSocket是創(chuàng)建TCP服務(wù)端Socket的API。

構(gòu)造方法：

方法：

Socket是客戶(hù)端Socket，或服務(wù)端中接收到客戶(hù)端建立連接（accept方法）的請(qǐng)求后，返回的服務(wù)端Socket。不管是客戶(hù)端還是服務(wù)端Socket，都是雙方建立連接以后，保存的對(duì)端信息，及用來(lái)與對(duì)方收發(fā)數(shù)據(jù)的。

構(gòu)造方法：

方法：

在這里有serverSocket和clientSocket，這兩個(gè)socket是不同的，serverSocket接收端口號(hào)和Ip地址，然后通過(guò)clientSocket和客戶(hù)端連接。因?yàn)樾枰B接上后才能發(fā)送消息，所以每用到一個(gè)clientSocket就會(huì)有一個(gè)客戶(hù)端連接上來(lái)，都會(huì)返回/創(chuàng)建一個(gè)Socket對(duì)象，Socket就是文件，每次創(chuàng)建一個(gè)clientSocket對(duì)象，就要占用一個(gè)文件描述符表的位置。

因此這里的socket需要釋放。前面的socket都沒(méi)有釋放，一方面這些socket生面周期更長(zhǎng)，另一方面這些socket也不多。但是此處的clientSocket數(shù)量多，每個(gè)客戶(hù)端都有一個(gè)，生命周期也更短。

accept如果沒(méi)有連接到客戶(hù)端，就會(huì)一直阻塞。

要注意，TCPserver一次性只能處理一個(gè)客戶(hù)端

通過(guò)clientSocket進(jìn)行processConnection進(jìn)行了具體的連接以后，通過(guò)trywithresources來(lái)完成InputStream和outputStream來(lái)完成字節(jié)流的傳輸。

通過(guò)InputStream接收到服務(wù)器端的數(shù)據(jù)后，再通過(guò)scanner寫(xiě)入到request，request傳入到process方法返回服務(wù)器相應(yīng)的數(shù)據(jù)。接下來(lái)應(yīng)該用outputStream來(lái)寫(xiě)入服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)，但是outputStream中并沒(méi)有writeString這樣的功能，所以此處用println來(lái)寫(xiě)入。

并且println中會(huì)在發(fā)送的數(shù)據(jù)后面自動(dòng)帶上\n換行，TCP協(xié)議是面向字節(jié)流的協(xié)議，但是接收方如何知道這一次一共需要讀多少字節(jié)呢？這就需要我們?cè)贁?shù)據(jù)傳輸中進(jìn)行明確的規(guī)定：

此處代碼中，隱式約定使用了\n來(lái)作為當(dāng)前代碼的請(qǐng)求、相應(yīng)分割約定。

所以這里的println也可以當(dāng)做是服務(wù)器發(fā)送給客戶(hù)端的發(fā)送行為。

通過(guò)socket來(lái)接收服務(wù)器的ip和端口號(hào)。

和服務(wù)器不同的是，客戶(hù)端方需要讀取用戶(hù)自己輸入的數(shù)據(jù)，所以通過(guò)來(lái)接收用戶(hù)輸入的，但是最終是需要用到流式傳輸中，所以需要用trywithresources來(lái)包含InputStream和outputStream。

通過(guò)request接收到用戶(hù)輸入的數(shù)據(jù)后，用PrintWriter來(lái)寫(xiě)入，再通過(guò)println來(lái)發(fā)送。并且以防萬(wàn)一，我們用flush來(lái)刷新緩沖區(qū)避免數(shù)據(jù)傳輸失敗。

等待服務(wù)器返回消息后，用responseScanner來(lái)接收InputStream傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，再打印出來(lái)。

當(dāng)前咱們的服務(wù)器同一時(shí)刻只能給一個(gè)客戶(hù)端提供服務(wù)，這是不科學(xué)的。當(dāng)前啟動(dòng)服務(wù)器后，先后啟動(dòng)兩個(gè)客戶(hù)端，客戶(hù)端1可以看到正常的上線提示，但是客戶(hù)端2沒(méi)有任何提醒。當(dāng)結(jié)束客戶(hù)端1后，客戶(hù)端2馬上顯示上線。

當(dāng)客戶(hù)端連接上服務(wù)器之后，代碼執(zhí)行到processConnection這個(gè)方法中的while循環(huán)了，此時(shí)意味著，只要這個(gè)循環(huán)不結(jié)束，processConnection方法就結(jié)束不了。進(jìn)一步的也就無(wú)法調(diào)用到第二次的accept。

解決辦法就是：使用多線程

其實(shí)修改的部分很小，只要在啟動(dòng)連接的時(shí)候，作為一個(gè)單獨(dú)的線程啟動(dòng)就大功告成。

但是呢，這里的多線程版本的程序，最大的問(wèn)題就是可能會(huì)涉及到頻繁申請(qǐng)釋放線程，當(dāng)客戶(hù)端數(shù)量足夠多，也會(huì)造成很大的資源消耗。

所以解決辦法就是：使用線程池

通過(guò)線程池的方法，就能進(jìn)一步減少消耗。

但是呢，如果客戶(hù)端都在響應(yīng)，就算使用了線程池了但是還是不夠，而且如果客戶(hù)端非常多，客戶(hù)端連接遲遲不斷開(kāi)，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)器上有很多線程。

解決辦法就是：IO多路復(fù)用，IO多路轉(zhuǎn)接

給這個(gè)線程安排一個(gè)集合，這個(gè)集合就放了一堆連接。這個(gè)線程就來(lái)負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)這個(gè)集合，哪個(gè)連接有數(shù)據(jù)來(lái)了，線程就處理哪個(gè)連接。這其實(shí)就是因?yàn)?，雖然連接有很多很多，但是這些連接的請(qǐng)求并非完全嚴(yán)格的同時(shí)，總還是有先后的。

TCP發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，需要先建立連接，什么時(shí)候關(guān)閉連接就決定是短連接還是長(zhǎng)連接：

短連接：每次接收到數(shù)據(jù)并返回響應(yīng)后，都關(guān)閉連接，即是短連接。也就是說(shuō)，短連接只能一次收發(fā)數(shù)據(jù)。

長(zhǎng)連接：不關(guān)閉連接，一直保持連接狀態(tài)，雙方不停的收發(fā)數(shù)據(jù)，即是長(zhǎng)連接。也就是說(shuō)，長(zhǎng)連接可以多次收發(fā)數(shù)據(jù)。

對(duì)比以上長(zhǎng)短連接，兩者區(qū)別如下：

建立連接、關(guān)閉連接的耗時(shí)：短連接每次請(qǐng)求、響應(yīng)都需要建立連接，關(guān)閉連接；而長(zhǎng)連接只需要第一次建立連接，之后的請(qǐng)求、響應(yīng)都可以直接傳輸。相對(duì)來(lái)說(shuō)建立連接，關(guān)閉連接也是要耗時(shí)的，長(zhǎng)連接效率更高。

主動(dòng)發(fā)送請(qǐng)求不同：短連接一般是客戶(hù)端主動(dòng)向服務(wù)端發(fā)送請(qǐng)求；而長(zhǎng)連接可以是客戶(hù)端主動(dòng)發(fā)送請(qǐng)求，也可以是服務(wù)端主動(dòng)發(fā)。

兩者的使用場(chǎng)景有不同：短連接適用于客戶(hù)端請(qǐng)求頻率不高的場(chǎng)景，如瀏覽網(wǎng)頁(yè)等。長(zhǎng)連接適用于客戶(hù)端與服務(wù)端通信頻繁的場(chǎng)景，如聊天室，實(shí)時(shí)游戲等。

套接字編程的總結(jié)第13篇發(fā)送信息：應(yīng)用層-》傳輸層-》網(wǎng)絡(luò)層-》鏈路層-》物理層

接受信息：物理層-》鏈路層-》網(wǎng)絡(luò)層-》傳輸層-》應(yīng)用層

如下圖，假設(shè)你要使用扣扣發(fā)送一個(gè)hello；

注意：每一層都會(huì)記錄上層所使用的協(xié)議

套接字編程的總結(jié)第14篇對(duì)于UDP協(xié)議來(lái)說(shuō)，具有無(wú)連接，面向數(shù)據(jù)報(bào)的特征，即每次都是沒(méi)有建立連接，并且一次發(fā)送全部數(shù)據(jù)報(bào)，一次接收全部的數(shù)據(jù)報(bào)。

java中使用UDP協(xié)議通信，主要基于DatagramSocket類(lèi)來(lái)創(chuàng)建數(shù)據(jù)報(bào)套接字，并使用DatagramPacket作為發(fā)送或接收的UDP數(shù)據(jù)報(bào)。對(duì)于一次發(fā)送及接收UDP數(shù)據(jù)報(bào)的流程如下：

DatagramSocket是UDPSocket，用于發(fā)送和接收UDP數(shù)據(jù)報(bào)。

注意：

UDP服務(wù)器（Server）：采用一個(gè)固定端口，方便客戶(hù)端（Client）進(jìn)行通信；使用DatagramSocket(intport),就可以綁定到本機(jī)指定的端口，此方法可能有錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)，提示該端口已經(jīng)被其他進(jìn)程占用。

UDP客戶(hù)端（Client）：不需要采用固定端口（也可以用固定端口），采用隨機(jī)端口；使用DatagramSocket()，綁定到本機(jī)任意一個(gè)隨機(jī)端口

注意：

一旦通信雙方邏輯意義上有了通信線路，雙方地位就平等了（誰(shuí)都可以作為發(fā)送方和接收方）

發(fā)送方調(diào)用的就是send()方法，接收方調(diào)用的就是receive()方法

通信結(jié)束后，雙方都應(yīng)該調(diào)用close()方法進(jìn)行資源回收

DatagramPacket是UDPSocket發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)報(bào)。

這個(gè)類(lèi)就是定義的報(bào)文包：通信過(guò)程中的數(shù)據(jù)抽象

可以理解為：發(fā)送/接受的一個(gè)信封（五元組+信件）

注意：

注意：

InetSocketAddress（SocketAddress的子類(lèi)）構(gòu)造方法：

以下僅展示部分代碼，完整代碼可以看博主的gitee倉(cāng)庫(kù)：

UDP客戶(hù)端：

UDP服務(wù)端：

自定義的日志類(lèi)（記得導(dǎo)入此類(lèi)）：

套接字編程的總結(jié)第15篇

服務(wù)端

客戶(hù)端

結(jié)果：注意：1、因?yàn)門(mén)CP是有連接通信，所以我們要用多線程的方式來(lái)接收客戶(hù)端的請(qǐng)求，否則一個(gè)服務(wù)端只能鏈接客戶(hù)端，當(dāng)我們用多線程的方式來(lái)接待客戶(hù)端，此時(shí)一個(gè)服務(wù)端就可以調(diào)用多個(gè)線程來(lái)對(duì)應(yīng)的響應(yīng)多個(gè)客戶(hù)端；2、為什么UDP版本不需要使用多線程？因?yàn)閁DP是無(wú)連接通信，客戶(hù)端不需要服務(wù)端確認(rèn)接收也可以發(fā)送，簡(jiǎn)言之就是UDP沒(méi)有TCP依賴(lài)性強(qiáng)；UDP就像是發(fā)信息，直接發(fā)送內(nèi)容即可，不需要確認(rèn)對(duì)方是否正在盯著手機(jī)看。但是TCP就像是打電話，我們撥電話之后，要等到對(duì)方接電話才可以說(shuō)談話內(nèi)容，如果對(duì)方不接電話，我們就沒(méi)法進(jìn)行溝通。在TCP版本的情況下運(yùn)用多線程，就是我們撥電話之后，對(duì)方派A和我們溝通，又來(lái)一個(gè)電話，對(duì)方派B來(lái)溝通。

套接字編程的總結(jié)第16篇源文件中定義的函數(shù)connectsock分配套接字和連接該套接字，該函數(shù)通常作為庫(kù)例程被其他程序調(diào)用（如和等）。

庫(kù)例程：例程的作用類(lèi)似于函數(shù)，但含義更為豐富一些。例程是某個(gè)系統(tǒng)對(duì)外提供的功能接口或服務(wù)的集合。故一個(gè)庫(kù)例程可以理解為一個(gè)庫(kù)函數(shù)，可以方便地被別的程序調(diào)用的庫(kù)函數(shù)。

IPv4的sockaddr_in結(jié)構(gòu)體：指明了端點(diǎn)地址，其包括用來(lái)識(shí)別地址類(lèi)型的2字節(jié)字段（必須為AF_INET），還有一個(gè)2字節(jié)的端口號(hào)字段，一個(gè)4字節(jié)的具體IP地址的字段，還有一個(gè)未使用的8字節(jié)字段。

IPv6的sockaddr_in6結(jié)構(gòu)體

family參數(shù)根據(jù)協(xié)議族的不同，選擇AF_INET或AF_INET6。

通用套接口地址結(jié)構(gòu)

**新的通用套接口地址結(jié)構(gòu)：**兼容IPv6地址

考試中的庫(kù)例程程序相當(dāng)于把復(fù)習(xí)資料里的示例程序更加抽象化了。

包含在中，主要在網(wǎng)絡(luò)編程解析時(shí)使用。

getaddrinfo(constchar*restrictnodename,constchar*restrictservname,conststructaddrinfo*restricthints,structaddrinfo**restrictres)

返回值0表示成功，非0表示錯(cuò)誤。

該方法是在IPv6中引入，協(xié)議無(wú)關(guān)，即可用于IPv4也可用于IPv6。getaddrinfo()函數(shù)可以處理名稱(chēng)到地址以及服務(wù)到端口的這兩種轉(zhuǎn)換，返回的是一個(gè)structaddrinfo的結(jié)構(gòu)體指針而不是一個(gè)地址清單。

nodename參數(shù)：主機(jī)名，或者是點(diǎn)分十進(jìn)制地址串（IPv4），或16進(jìn)制串（IPv6）

servname參數(shù)：服務(wù)名，可以是端口號(hào)，也可以是已定義的服務(wù)名稱(chēng)如“https”等

hints參數(shù)：指向用戶(hù)指定的structaddrinfo結(jié)構(gòu)體，只能設(shè)定其中ai_family,ai_socktype,ai_protocol和ai_flags四個(gè)域，其他域必須為0或者是NULL。其中：

ai_family：指定返回地址的協(xié)議簇，AF_INET(IPv4),AF_INET6(IPv6),AF_UNSPEC(IPv4andIPv6)

ai_socktype：用于設(shè)定返回地址的socket類(lèi)型，常用有SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM,SOCK_RAW,設(shè)置為0表示所有類(lèi)型等

ai_protocol：指定協(xié)議，常用有IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP等，設(shè)置為0表示所有協(xié)議

ai_flags：附加選項(xiàng)，AI_PASSIVE,AI_CANONNAME等（不考故不贅述

res參數(shù)：獲取一個(gè)指向存儲(chǔ)結(jié)果的structaddrinfo結(jié)構(gòu)體，使用完成后調(diào)用freeaddrinfo()釋放存儲(chǔ)結(jié)果空間

釋放addrinfo結(jié)構(gòu)體動(dòng)態(tài)內(nèi)存；

freeaddrinfo(structaddrinfo*ai)

socket編程需要基于一個(gè)文件描述符，即socket文件描述符。socket系統(tǒng)調(diào)用就是用來(lái)創(chuàng)建socket文件描述符。成功返回0，失敗返回-1并設(shè)置errno值。

intsocket(intdomain,inttype,intprotocol);

創(chuàng)建主動(dòng)套接字的一方（客戶(hù)端）調(diào)用connect()系統(tǒng)調(diào)用，可建立與被動(dòng)套接字的一方（服務(wù)端）的連接。成功返回0，失敗返回-1并設(shè)置errno值。

intconnect(intsockfd,conststructsockaddr*addr,socklen_taddrlen)

**sockfd參數(shù)：**連接文件描述符

addr參數(shù)：指定協(xié)議的地址結(jié)構(gòu)體指針

addrlen參數(shù)：協(xié)議地址結(jié)構(gòu)體長(zhǎng)度

close()一個(gè)TCP套接字的默認(rèn)行為是把該套接字標(biāo)記為關(guān)閉，此后不能再對(duì)該文件描述符進(jìn)行讀寫(xiě)操作。TCP協(xié)議將嘗試發(fā)送已排隊(duì)等待發(fā)送到對(duì)端的任何數(shù)據(jù)，發(fā)送完畢后發(fā)生的是正常的TCP連接終止序列。成功返回0，失敗返回-1并設(shè)置errno值。

intclose(intfd)

char*gai_strerror(interror)

getaddrinfo出錯(cuò)時(shí)返回非零值，gai_strerror根據(jù)返回的非零值返回指向?qū)?yīng)的出錯(cuò)信息字符串的指針。

char*strerror(interrnum)

從內(nèi)部數(shù)組中搜索錯(cuò)誤號(hào)errnum，并返回一個(gè)指向錯(cuò)誤消息字符串的指針。

注：本篇博客的所有程序都省略了頭文件引用

注意：return函數(shù)有沒(méi)有括號(hào)“()”都是正確的，為了簡(jiǎn)明，一般省略不寫(xiě)

套接字編程的總結(jié)第17篇網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)通過(guò)不同的進(jìn)程，以編程的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，我們稱(chēng)之為網(wǎng)絡(luò)編程。我們只要滿(mǎn)足不同的進(jìn)程即可，所以即便是同一個(gè)主機(jī)，只要是不同的進(jìn)程，基于網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，也是屬于網(wǎng)絡(luò)編程

在一次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，有發(fā)送端、接收端、收發(fā)端三方注意：發(fā)送端和接收端只是相對(duì)的，只是一次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生數(shù)據(jù)流向后的概念。

一般來(lái)說(shuō)，獲取一個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源，涉及到兩次網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸：第一次：請(qǐng)求數(shù)據(jù)的發(fā)送；第二次：響應(yīng)數(shù)據(jù)的發(fā)送；

服務(wù)端：提供服務(wù)的一方進(jìn)程，成為服務(wù)端，可以提供對(duì)外服務(wù)；客戶(hù)端：獲取服務(wù)的一方進(jìn)程，成為客戶(hù)端；對(duì)于服務(wù)來(lái)說(shuō)，一般提供1、客戶(hù)端獲取服務(wù)資源。2、客戶(hù)端保存資源在服務(wù)端

套接字編程的總結(jié)第18篇源文件包含針對(duì)TIME服務(wù)的簡(jiǎn)單UDP客戶(hù)程序。本題程序調(diào)用了自定義例程庫(kù)函數(shù)connectsock分配套接口和連接該套接口。

size_twrite(intflides,constvoid*buf,size_tnbytes)

write系統(tǒng)調(diào)用，將緩存區(qū)buf中的前nbytes字節(jié)寫(xiě)入到與文件描述符flides有關(guān)的文件中，write系統(tǒng)調(diào)用返回的是實(shí)際寫(xiě)入到文件中的字節(jié)數(shù)。

uint32_tntohl(uint32_tnetlong);

ntohl()將一個(gè)無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整形數(shù)從網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序轉(zhuǎn)換為主機(jī)字節(jié)順序，返回一個(gè)以主機(jī)字節(jié)順序表達(dá)的數(shù)。

structtm*localtime(consttime_t*timer)

把從1970-1-1零點(diǎn)零分到當(dāng)前時(shí)間系統(tǒng)所偏移的秒數(shù)時(shí)間轉(zhuǎn)換為本地時(shí)間。

timer是指向表示日歷時(shí)間的time_t值的指針，timer的值被分解為tm結(jié)構(gòu)，并用本地時(shí)區(qū)表示。

char*asctime(conststructtm*timeptr)

把timeptr指向的tm結(jié)構(gòu)體中儲(chǔ)存的時(shí)間轉(zhuǎn)換為字符串。

套接字編程的總結(jié)第19篇源文件包含針對(duì)DAYTIME服務(wù)的簡(jiǎn)單TCP客戶(hù)程序。本題程序調(diào)用了自定義例程庫(kù)函數(shù)connectsock分配套接口和連接該套接口。

ssize_tread[1](intfd,void*buf,size_tcount);

read()會(huì)把參數(shù)fd所指的文件傳送count個(gè)字節(jié)到buf指針?biāo)傅膬?nèi)存中。若參數(shù)count為0，則read()不會(huì)有作用并返回0。返回值為實(shí)際讀取到的字節(jié)數(shù)，如果返回0，表示已到達(dá)文件尾或是無(wú)可讀取的數(shù)據(jù)，此外文件讀寫(xiě)位置會(huì)隨讀取到的字節(jié)移動(dòng)。

套接字編程的總結(jié)第20篇Socket套接字，是由系統(tǒng)提供用于網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)，是基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元?；赟ocket套接字的網(wǎng)絡(luò)程序開(kāi)發(fā)就是網(wǎng)絡(luò)編程。

Socket是站在應(yīng)用層，做網(wǎng)絡(luò)編程很重要的一個(gè)概念

傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層都是通過(guò)OS+硬件來(lái)提供服務(wù)的，而應(yīng)用層要享受OS提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，需要通過(guò)OS提供的服務(wù)窗口（Socket）來(lái)享受服務(wù)。

拓展：

OS原生的提供的系統(tǒng)調(diào)用（Linux上的網(wǎng)絡(luò)編程）:

套接字編程的總結(jié)第21篇字節(jié)序：cpu在內(nèi)存中對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的順序，并且主機(jī)字節(jié)序分別為大端字節(jié)序和小端字節(jié)序，

小端字節(jié)序：低地址存低位

eg：X86架構(gòu)

大端字節(jié)序：低地址存高位

eg：MIPS架構(gòu)

在網(wǎng)絡(luò)通信中并不知道對(duì)端主機(jī)是大端還是小端因此兩個(gè)不同主機(jī)字節(jié)的主機(jī)在進(jìn)行通信時(shí)會(huì)造成數(shù)據(jù)二義，字節(jié)序?qū)W(wǎng)絡(luò)通信造成影響主要針對(duì)存儲(chǔ)大于一個(gè)字節(jié)的類(lèi)型（int16_t,int32_t,short,int,long,float,double）；

為了避免因?yàn)橹鳈C(jī)字節(jié)序不同導(dǎo)致的數(shù)據(jù)二義性，因此規(guī)定網(wǎng)絡(luò)通信使用統(tǒng)一字節(jié)標(biāo)準(zhǔn)，把這個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)字節(jié)序稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序：大端字節(jié)序，所以在編寫(xiě)網(wǎng)絡(luò)通信程序中，若是傳輸大于一個(gè)字節(jié)類(lèi)型的數(shù)據(jù)，就需要考慮字節(jié)序的轉(zhuǎn)換gong

注意：可使用聯(lián)合體使用大小端的判斷

字節(jié)序轉(zhuǎn)換接口：

uint32_thtonl(uint32_thostlong)；//把32位主機(jī)字節(jié)序轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序

uint16_thtons(uint16_thostshort);

uint32_tntohl(uint32_tnetlong);

uint16_tntohs(uint16_tnetshort)；//把16位網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序轉(zhuǎn)換成主機(jī)字節(jié)序

套接字編程的總結(jié)第22篇基本TCP客戶(hù)/服務(wù)器通信流程如下，主要為了大家能夠更好的理解

配有代碼詳解圖

TCP服務(wù)端代碼入下：

詳解：

單進(jìn)程版我們一般不用

詳解：

對(duì)于上面的所給的案例，多線程和線程池版本沒(méi)有再去仔細(xì)的講解，首先基本的通信過(guò)程都是一樣的，只要對(duì)進(jìn)程和線程相關(guān)的函數(shù)掌握以及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的概念掌握很熟練的話，理解起來(lái)很容易。

套接字編程的總結(jié)第23篇源文件包含ECHO服務(wù)器的代碼，它使用并發(fā)進(jìn)程為多個(gè)客戶(hù)提供并發(fā)服務(wù)。源文件包含ECHO服務(wù)器的代碼，它使用迭代的、無(wú)連接算法為多個(gè)客戶(hù)提供服務(wù)。本題程序調(diào)用了自定義例程庫(kù)函數(shù)passivesock分配和綁定服務(wù)器套接口。

pid_tfork(void)

返回值：若成功調(diào)用一次則返回兩個(gè)值，子進(jìn)程返回0，父進(jìn)程返回子進(jìn)程ID；否則，出錯(cuò)返回-1。

一個(gè)現(xiàn)有進(jìn)程可以調(diào)用fork函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新進(jìn)程。由fork創(chuàng)建的新進(jìn)程被稱(chēng)為子進(jìn)程。fork函數(shù)被調(diào)用一次但返回兩次。兩次返回的唯一區(qū)別是子進(jìn)程中返回0值而父進(jìn)程中返回子進(jìn)程ID。子進(jìn)程是父進(jìn)程的副本，它將獲得父進(jìn)程數(shù)據(jù)空間、堆、棧等資源的副本，即存儲(chǔ)空間的“副本”，意味著父子進(jìn)程間不共享這些存儲(chǔ)空間。子進(jìn)程有了獨(dú)立的地址空間，故無(wú)法確定fork之后是子進(jìn)程先運(yùn)行還是父進(jìn)程先運(yùn)行，這依賴(lài)于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

套接字編程的總結(jié)第24篇源文件包含針對(duì)ECHO服務(wù)的簡(jiǎn)單TCP客戶(hù)程序。源文件包含針對(duì)ECHO服務(wù)的簡(jiǎn)單UDP客戶(hù)程序。本題程序調(diào)用了自定義例程庫(kù)函數(shù)connectsock分配套接口和連接該套接口。

char*fgets(char*str,intn,FILE*stream)

從指定的流stream讀取一行，并把它存儲(chǔ)在str所指向的字符串內(nèi)。當(dāng)讀取(n-1)個(gè)字符時(shí)，或者讀取到換行符時(shí)，或者到達(dá)文件末尾時(shí)，它會(huì)停止，具體視情況而定。

參數(shù)：

intfputs(constchar*str,FILE*stream)

把字符串寫(xiě)入到指定的流stream中，但不包括空字符。

參數(shù)：

套接字編程的總結(jié)第25篇將一個(gè)客戶(hù)端的套接字關(guān)聯(lián)上一個(gè)地址沒(méi)有多少新意，可以讓系統(tǒng)選一個(gè)默認(rèn)的地址。然而，對(duì)于服務(wù)器，需要給一個(gè)接收客戶(hù)端請(qǐng)求的服務(wù)器套接字關(guān)聯(lián)上一個(gè)眾所周知的地址?？蛻?hù)端應(yīng)有一種方法來(lái)發(fā)現(xiàn)連接服務(wù)器所需要的地址，最簡(jiǎn)單的方法就是服務(wù)器保留一個(gè)地址并且注冊(cè)在/etc/services或者某個(gè)名字服務(wù)中。

使用bind函數(shù)來(lái)關(guān)聯(lián)地址和套接字。

對(duì)于使用的地址有以下一些限制。

對(duì)于因特網(wǎng)域，如果指定IP地址為INADDR_ANY（中定義的），套接字端點(diǎn)可以被綁定到所有的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口上。這意味著可以接收這個(gè)系統(tǒng)所安裝的任何一個(gè)網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)包。在下一節(jié)中可以看到，如果調(diào)用connect或listen，但沒(méi)有將地址綁定到套接字上，系統(tǒng)會(huì)選一個(gè)地址綁定到套接字上。

可以調(diào)用getsockname函數(shù)來(lái)發(fā)現(xiàn)綁定到套接字上的地址。

調(diào)用getsockname之前，將alenp設(shè)置為一個(gè)指向整數(shù)的指針，該整數(shù)指定緩沖區(qū)sockaddr的長(zhǎng)度。返回時(shí)，該整數(shù)會(huì)被設(shè)置成返回地址的大小。如果地址和提供的緩沖區(qū)長(zhǎng)度不匹配，地址會(huì)被自動(dòng)截?cái)喽粓?bào)錯(cuò)。如果當(dāng)前沒(méi)有地址綁定到該套接字，則其結(jié)果是未定義的。

如果套接字已經(jīng)和對(duì)等方連接，可以調(diào)用getpeername函數(shù)來(lái)找到對(duì)方的地址。

除了返回對(duì)等方的地址，函數(shù)getpeername和getsockname一樣。

如果要處理一個(gè)面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（SOCK_STREAM或SOCK_SEQPACKET），那么在開(kāi)始交換數(shù)據(jù)以前，需要在請(qǐng)求服務(wù)的進(jìn)程套接字（客戶(hù)端）和提供服務(wù)的進(jìn)程套接字（服務(wù)器）之間建立一個(gè)連接。使用connect函數(shù)來(lái)建立連接。

在connect中指定的地址是我們想與之通信的服務(wù)器地址。如果sockfd沒(méi)有綁定到一個(gè)地址，connect會(huì)給調(diào)用者綁定一個(gè)默認(rèn)地址。

當(dāng)嘗試連接服務(wù)器時(shí)，出于一些原因，連接可能會(huì)失敗。要想一個(gè)連接請(qǐng)求成功，要連接的計(jì)算機(jī)必須是開(kāi)啟的，并且正在運(yùn)行，服務(wù)器必須綁定到一個(gè)想與之連接的地址上，并且服務(wù)器的等待連接隊(duì)列要有足夠的空間（后面會(huì)有更詳細(xì)的介紹）。因此，應(yīng)用程序必須能夠處理connect返回的錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤可能是由一些瞬時(shí)條件引起的。

如果套接字描述符處于非阻塞模式，那么在連接不能馬上建立時(shí)，connect將會(huì)返回?1并且將errno設(shè)置為特殊的錯(cuò)誤碼EINPROGRESS。應(yīng)用程序可以使用poll或者select來(lái)判斷文件描述符何時(shí)可寫(xiě)。如果可寫(xiě)，連接完成。

connect函數(shù)還可以用于無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（SOCK_DGRAM）。這看起來(lái)有點(diǎn)矛盾，實(shí)際上卻是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。如果用SOCK_DGRAM套接字調(diào)用connect，傳送的報(bào)文的目標(biāo)地址會(huì)設(shè)置成connect調(diào)用中所指定的地址，這樣每次傳送報(bào)文時(shí)就不需要再提供地址。另外，僅能接收來(lái)自指定地址的報(bào)文。

服務(wù)器調(diào)用listen函數(shù)來(lái)宣告它愿意接受連接請(qǐng)求。

參數(shù)backlog提供了一個(gè)提示，提示系統(tǒng)該進(jìn)程所要入隊(duì)的未完成連接請(qǐng)求數(shù)量。其實(shí)際值由系統(tǒng)決定，但上限由中的SOMAXCONN指定。

一旦隊(duì)列滿(mǎn)，系統(tǒng)就會(huì)拒絕多余的連接請(qǐng)求，所以backlog的值應(yīng)該基于服務(wù)器期望負(fù)載和處理量來(lái)選擇，其中處理量是指接受連接請(qǐng)求與啟動(dòng)服務(wù)的數(shù)量。

一旦服務(wù)器調(diào)用了listen，所用的套接字就能接收連接請(qǐng)求。使用accept函數(shù)獲得連接請(qǐng)求并建立連接。

函數(shù)accept所返回的文件描述符是套接字描述符，該描述符連接到調(diào)用connect的客戶(hù)端。這個(gè)新的套接字描述符和原始套接字（sockfd）具有相同的套接字類(lèi)型和地址族。傳給accept的原始套接字沒(méi)有關(guān)聯(lián)到這個(gè)連接，而是繼續(xù)保持可用狀態(tài)并接收其他連接請(qǐng)求。

如果不關(guān)心客戶(hù)端標(biāo)識(shí)，可以將參數(shù)addr和len設(shè)為NULL。否則，在調(diào)用accept之前，將addr參數(shù)設(shè)為足夠大的緩沖區(qū)來(lái)存放地址，并且將len指向的整數(shù)設(shè)為這個(gè)緩沖區(qū)的字節(jié)大小。返回時(shí)，accept會(huì)在緩沖區(qū)填充客戶(hù)端的地址，并且更新指向len的整數(shù)來(lái)反映該地址的大小。

如果沒(méi)有連接請(qǐng)求在等待，accept會(huì)阻塞直到一個(gè)請(qǐng)求到來(lái)。如果sockfd處于非阻塞模式，accept會(huì)返回?1，并將errno設(shè)置為EAGAIN或EWOULDBLOCK。

本文中討論的所有平臺(tái)都將EAGAIN定義為EWOULDBLOCK。

如果服務(wù)器調(diào)用accept，并且當(dāng)前沒(méi)有連接請(qǐng)求，服務(wù)器會(huì)阻塞直到一個(gè)請(qǐng)求到來(lái)。另外，服務(wù)器可以使用poll或select來(lái)等待一個(gè)請(qǐng)求的到來(lái)。在這種情況下，一個(gè)帶有等待連接請(qǐng)求的套接字會(huì)以可讀的方式出現(xiàn)。

盡管可以通過(guò)read和write交換數(shù)據(jù)，但這就是這兩個(gè)函數(shù)所能做的一切。如果想指定選項(xiàng)，從多個(gè)客戶(hù)端接收數(shù)據(jù)包，或者發(fā)送帶外數(shù)據(jù)，就需要使用6個(gè)為數(shù)據(jù)傳遞而設(shè)計(jì)的套接字函數(shù)中的一個(gè)。

3個(gè)函數(shù)用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，3個(gè)用于接收數(shù)據(jù)。首先，考查用于發(fā)送數(shù)據(jù)的函數(shù)。

最簡(jiǎn)單的是send，它和write很像，但是可以指定標(biāo)志來(lái)改變處理傳輸數(shù)據(jù)的方式。

類(lèi)似write，使用send時(shí)套接字必須已經(jīng)連接。參數(shù)buf和nbytes的含義與write中的一致。

然而，與write不同的是，send支持第4個(gè)參數(shù)flags。圖16-13總結(jié)了這些標(biāo)志。

即使send成功返回，也并不表示連接的另一端的進(jìn)程就一定接收了數(shù)據(jù)。我們所能保證的只是當(dāng)send成功返回時(shí)，數(shù)據(jù)已經(jīng)被無(wú)錯(cuò)誤地發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序上。

對(duì)于支持報(bào)文邊界的協(xié)議，如果嘗試發(fā)送的單個(gè)報(bào)文的長(zhǎng)度超過(guò)協(xié)議所支持的最大長(zhǎng)度，那么send會(huì)失敗，并將errno設(shè)為EMSGSIZE。對(duì)于字節(jié)流協(xié)議，send會(huì)阻塞直到整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸完成。函數(shù)sendto和send很類(lèi)似。區(qū)別在于sendto可以在無(wú)連接的套接字上指定一個(gè)目標(biāo)地址。

對(duì)于面向連接的套接字，目標(biāo)地址是被忽略的，因?yàn)檫B接中隱含了目標(biāo)地址。對(duì)于無(wú)連接的套接字，除非先調(diào)用connect設(shè)置了目標(biāo)地址，否則不能使用send。sendto提供了發(fā)送報(bào)文的另一種方式。

通過(guò)套接字發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，還有一個(gè)選擇?？梢哉{(diào)用帶有msghdr結(jié)構(gòu)的sendmsg來(lái)指定多重緩沖區(qū)傳輸數(shù)據(jù)，這和writev函數(shù)很相似。

定義了msghdr結(jié)構(gòu)，它至少有以下成員：

函數(shù)recv和read相似，但是recv可以指定標(biāo)志來(lái)控制如何接收數(shù)據(jù)。

當(dāng)指定MSG_PEEK標(biāo)志時(shí)，可以查看下一個(gè)要讀取的數(shù)據(jù)但不真正取走它。當(dāng)再次調(diào)用read或其中一個(gè)recv函數(shù)時(shí)，會(huì)返回剛才查看的數(shù)據(jù)。

對(duì)于SOCK_STREAM套接字，接收的數(shù)據(jù)可以比預(yù)期的少。MSG_WAITALL標(biāo)志會(huì)阻止這種行為，直到所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)全部返回，recv函數(shù)才會(huì)返回。對(duì)于SOCK_DGRAM和SOCK_SEQPACKET套接字，MSG_WAITALL標(biāo)志沒(méi)有改變什么行為，因?yàn)檫@些基于報(bào)文的套接字類(lèi)型一次讀取就返回整個(gè)報(bào)文。

如果發(fā)送者已經(jīng)調(diào)用shutdown來(lái)結(jié)束傳輸，或者網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持按默認(rèn)的順序關(guān)閉并且發(fā)送端已經(jīng)關(guān)閉，那么當(dāng)所有的數(shù)據(jù)接收完畢后，recv會(huì)返回0。

如果有興趣定位發(fā)送者，可以使用recvfrom來(lái)得到數(shù)據(jù)發(fā)送者的源地址。

如果addr非空，它將包含數(shù)據(jù)發(fā)送者的套接字端點(diǎn)地址。當(dāng)調(diào)用recvfrom時(shí)，需要設(shè)置addrlen參數(shù)指向一個(gè)整數(shù)，該整數(shù)包含addr所指向的套接字緩沖區(qū)的字節(jié)長(zhǎng)度。返回時(shí)，該整數(shù)設(shè)為該地址的實(shí)際字節(jié)長(zhǎng)度。

因?yàn)榭梢垣@得發(fā)送者的地址，recvfrom通常用于無(wú)連接的套接字。否則，recvfrom等同于recv。

為了將接收到的數(shù)據(jù)送入多個(gè)緩沖區(qū)，類(lèi)似于readv，或者想接收輔助數(shù)據(jù)，可以使用recvmsg。

recvmsg用msghdr結(jié)構(gòu)（在sendmsg中見(jiàn)到過(guò)）指定接收數(shù)據(jù)的輸入緩沖區(qū)?？梢栽O(shè)置參數(shù)flags來(lái)改變r(jià)ecvmsg的默認(rèn)行為。返回時(shí)，msghdr結(jié)構(gòu)中的msg_flags字段被設(shè)為所接收數(shù)據(jù)的各種特征。（進(jìn)入recvmsg時(shí)msg_flags被忽略。）recvmsg中返回的各種可能值總結(jié)在圖16-15中。

套接字機(jī)制提供了兩個(gè)套接字選項(xiàng)接口來(lái)控制套接字行為。一個(gè)接口用來(lái)設(shè)置選項(xiàng)，另一個(gè)接口可以查詢(xún)選項(xiàng)的狀態(tài)。可以獲取或設(shè)置以下3種選項(xiàng)。

可以使用setsockopt函數(shù)來(lái)設(shè)置套接字選項(xiàng)。

參數(shù)level標(biāo)識(shí)了選項(xiàng)應(yīng)用的協(xié)議。如果選項(xiàng)是通用的套接字層次選項(xiàng)，則level設(shè)置成SOL_SOCKET。否則，level設(shè)置成控制這個(gè)選項(xiàng)的協(xié)議編號(hào)。對(duì)于TCP選項(xiàng)，level是IPPROTO_TCP，對(duì)于IP，level是IPPROTO_IP。圖16-21總結(jié)了SingleUNIXSpecification中定義的通用套接字層次選項(xiàng)。

參數(shù)val根據(jù)選項(xiàng)的不同指向一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者一個(gè)整數(shù)。一些選項(xiàng)是on/off開(kāi)關(guān)。如果整數(shù)非0，則啟用選項(xiàng)。如果整數(shù)為0，則禁止選項(xiàng)。參數(shù)len指定了val指向的對(duì)象的大小。

可以使用getsockopt函數(shù)來(lái)查看選項(xiàng)的當(dāng)前值。

參數(shù)lenp是一個(gè)指向整數(shù)的指針。在調(diào)用getsockopt之前，設(shè)置該整數(shù)為復(fù)制選項(xiàng)緩沖區(qū)的長(zhǎng)度。如果選項(xiàng)的實(shí)際長(zhǎng)度大于此值，則選項(xiàng)會(huì)被截?cái)唷Ｈ绻麑?shí)際長(zhǎng)度正好小于此值，那么返回時(shí)將此值更新為實(shí)際長(zhǎng)度。

帶外數(shù)據(jù)（out-of-banddata）是一些通信協(xié)議所支持的可選功能，與普通數(shù)據(jù)相比，它允許更高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸。帶外數(shù)據(jù)先行傳輸，即使傳輸隊(duì)列已經(jīng)有數(shù)據(jù)。TCP支持帶外數(shù)據(jù)，但是UDP不支持。套接字接口對(duì)帶外數(shù)據(jù)的支持很大程度上受TCP帶外數(shù)據(jù)具體實(shí)現(xiàn)的影響。

TCP將帶外數(shù)據(jù)稱(chēng)為緊急數(shù)據(jù)（urgentdata）。TCP僅支持一個(gè)字節(jié)的緊急數(shù)據(jù)，但是允許緊急數(shù)據(jù)在普通數(shù)據(jù)傳遞機(jī)制數(shù)據(jù)流之外傳輸。為了產(chǎn)生緊急數(shù)據(jù)，可以在3個(gè)send函數(shù)中的任何一個(gè)里指定MSG_OOB標(biāo)志。如果帶MSG_OOB標(biāo)志發(fā)送的字節(jié)數(shù)超過(guò)一個(gè)時(shí)，最后一個(gè)字節(jié)將被視為緊急數(shù)據(jù)字節(jié)。

如果通過(guò)套接字安排了信號(hào)的產(chǎn)生，那么緊急數(shù)據(jù)被接收時(shí)，會(huì)發(fā)送SIGURG信號(hào)。在節(jié)和節(jié)中可以看到，在fcntl中使用F_SETOWN命令來(lái)設(shè)置一個(gè)套接字的所有權(quán)。如果fcntl中的第三個(gè)參數(shù)為正值，那么它指定的就是進(jìn)程ID。如果為非-1的負(fù)值，那么它代表的就是進(jìn)程組ID。因此，可以通過(guò)調(diào)用以下函數(shù)安排進(jìn)程接收套接字的信號(hào)：

F_GETOWN命令可以用來(lái)獲得當(dāng)前套接字所有權(quán)。對(duì)于F_SETOWN命令，負(fù)值代表進(jìn)程組ID，正值代表進(jìn)程ID。因此，調(diào)用

將返回owner，如果owner為正值，則等于配置為接收套接字信號(hào)的進(jìn)程的ID。如果owner為負(fù)值，其絕對(duì)值為接收套接字信號(hào)的進(jìn)程組的ID。

TCP支持緊急標(biāo)記（urgentmark）的概念，即在普通數(shù)據(jù)流中緊急數(shù)據(jù)所在的位置。如果采用套接字選項(xiàng)SO_OOBINLINE，那么可以在普通數(shù)據(jù)中接收緊急數(shù)據(jù)。為幫助判斷是否已經(jīng)到達(dá)緊急標(biāo)記，可以使用函數(shù)sockatmark。

當(dāng)下一個(gè)要讀取的字節(jié)在緊急標(biāo)志處時(shí)，sockatmark返回1。

當(dāng)帶外數(shù)據(jù)出現(xiàn)在套接字讀取隊(duì)列時(shí)，select函數(shù)會(huì)返回一個(gè)文件描述符并且有一個(gè)待處理的異常條件?？梢栽谄胀〝?shù)據(jù)流上接收緊急數(shù)據(jù)，也可以在其中一個(gè)recv函數(shù)中采用MSG_OOB標(biāo)志在其他隊(duì)列數(shù)據(jù)之前接收緊急數(shù)據(jù)。TCP隊(duì)列僅用一個(gè)字節(jié)的緊急數(shù)據(jù)。如果在接收當(dāng)前的緊急數(shù)據(jù)字節(jié)之前又有新的緊急數(shù)據(jù)到來(lái)，那么已有的字節(jié)會(huì)被丟棄。

通常，recv函數(shù)沒(méi)有數(shù)據(jù)可用時(shí)會(huì)阻塞等待。同樣地，當(dāng)套接字輸出隊(duì)列沒(méi)有足夠空間來(lái)發(fā)送消息時(shí)，send函數(shù)會(huì)阻塞。在套接字非阻塞模式下，行為會(huì)改變。在這種情況下，這些函數(shù)不會(huì)阻塞而是會(huì)失敗，將errno設(shè)置為EWOULDBLOCK或者EAGAIN。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，可以使用poll或select來(lái)判斷能否接收或者傳輸數(shù)據(jù)。

在基于套接字的異步I/O中，當(dāng)從套接字中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，或者當(dāng)套接字寫(xiě)隊(duì)列中空間變得可用時(shí)，可以安排要發(fā)送的信號(hào)SIGIO。啟用異步I/O是一個(gè)兩步驟的過(guò)程。

可以使用3種方式來(lái)完成第一個(gè)步驟。

要完成第二個(gè)步驟，有兩個(gè)選擇。

寫(xiě)一個(gè)程序判斷所使用系統(tǒng)的字節(jié)序。

寫(xiě)一個(gè)程序，在至少兩種不同的平臺(tái)上打印出所支持套接字的stat結(jié)構(gòu)成員，并且描述這些結(jié)果的不同之處。

圖16-17的程序只在一個(gè)端點(diǎn)上提供了服務(wù)。修改這個(gè)程序，同時(shí)支持多個(gè)端點(diǎn)（每個(gè)端點(diǎn)具有一個(gè)不同的地址）上的服務(wù)。

寫(xiě)一個(gè)客戶(hù)端程序和服務(wù)端程序，返回指定主機(jī)上當(dāng)前運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)量。

在圖16-18的程序中，服務(wù)器等待子進(jìn)程執(zhí)行uptime，子進(jìn)程完成后退出，服務(wù)器才接受下一個(gè)連接請(qǐng)求。重新設(shè)計(jì)服務(wù)器，使得處理一個(gè)請(qǐng)求時(shí)并不拖延處理到來(lái)的連接請(qǐng)求。

寫(xiě)兩個(gè)庫(kù)例程：一個(gè)在套接字上允許異步I/O，一個(gè)在套接字上不允許異步I/O。使用圖16-23來(lái)保證函數(shù)能夠在所有平臺(tái)上運(yùn)行，并且支持盡可能多的套接字類(lèi)型。

隨書(shū)練習(xí)源碼地址

套接字編程的總結(jié)第26篇sockaddr結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)

套接字不僅支持跨網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)程間通信，還支持本地的進(jìn)程間通信（域間套接字）。在進(jìn)行跨網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)我們需要傳遞的端口號(hào)和IP地址，而本地通信則不需要，因此套接字提供了sockaddr_in結(jié)構(gòu)體和sockaddr_un結(jié)構(gòu)體，其中sockaddr_in結(jié)構(gòu)體是用于跨網(wǎng)絡(luò)通信的，而sockaddr_un結(jié)構(gòu)體是用于本地通信的。

為了讓套接字的網(wǎng)絡(luò)通信和本地通信能夠使用同一套函數(shù)接口，于是就出現(xiàn)了sockeaddr結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體與sockaddr_in和sockaddr_un的結(jié)構(gòu)都不相同，但這三個(gè)結(jié)構(gòu)體頭部的16個(gè)比特位都是一樣的，這個(gè)字段叫做協(xié)議家族。

此時(shí)當(dāng)我們?cè)趥鬟f在傳參時(shí)，就不用傳入sockeaddr_in或sockeaddr_un這樣的結(jié)構(gòu)體，而統(tǒng)一傳入sockeaddr這樣的結(jié)構(gòu)體。在設(shè)置參數(shù)時(shí)就可以通過(guò)設(shè)置協(xié)議家族這個(gè)字段，來(lái)表明我們是要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信還是本地通信，在這些API內(nèi)部就可以提取sockeaddr結(jié)構(gòu)頭部的16位進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)而得出我們是要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信還是本地通信，然后執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作。此時(shí)我們就通過(guò)通用sockaddr結(jié)構(gòu)，將套接字網(wǎng)絡(luò)通信和本地通信的參數(shù)類(lèi)型進(jìn)行了統(tǒng)一。

套接字編程的總結(jié)第27篇網(wǎng)絡(luò)協(xié)議指定了字節(jié)序，因此異構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠交換協(xié)議信息而不會(huì)被字節(jié)序所混淆。TCP/IP協(xié)議棧使用大端字節(jié)序。應(yīng)用程序交換格式化數(shù)據(jù)時(shí)，字節(jié)序問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)。對(duì)于TCP/IP，地址用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序來(lái)表示，所以應(yīng)用程序有時(shí)需要在處理器的字節(jié)序與網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序之間轉(zhuǎn)換它們。例如，以一種易讀的形式打印一個(gè)地址時(shí)，這種轉(zhuǎn)換很常見(jiàn)。

對(duì)于TCP/IP應(yīng)用程序，有4個(gè)用來(lái)在處理器字節(jié)序和網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序之間實(shí)施轉(zhuǎn)換的函數(shù)。

h表示“主機(jī)”字節(jié)序，n表示“網(wǎng)絡(luò)”字節(jié)序。l表示“長(zhǎng)”（即4字節(jié)）整數(shù)，s表示“短”（即4字節(jié)）整數(shù)。雖然在使用這些函數(shù)時(shí)包含的是頭文件，但系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)常是在其他頭文件中聲明這些函數(shù)的，只是這些頭文件都包含在中。對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，把這些函數(shù)實(shí)現(xiàn)為宏也是很常見(jiàn)的。

一個(gè)地址標(biāo)識(shí)一個(gè)特定通信域的套接字端點(diǎn)，地址格式與這個(gè)特定的通信域相關(guān)。為使不同格式地址能夠傳入到套接字函數(shù)，地址會(huì)被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成一個(gè)通用的地址結(jié)構(gòu)sockaddr：

因特網(wǎng)地址定義在頭文件中。在IPv4因特網(wǎng)域（AF_INET）中，套接字地址用結(jié)構(gòu)sockaddr_in表示：

數(shù)據(jù)類(lèi)型in_port_t定義成uint16_t。數(shù)據(jù)類(lèi)型in_addr_t定義成uint32_t。這些整數(shù)類(lèi)型在中定義并指定了相應(yīng)的位數(shù)。

與AF_INET域相比較，IPv6因特網(wǎng)域（AF_INET6）套接字地址用結(jié)構(gòu)sockaddr_in6表示：

注意，盡管sockaddr_in與sockaddr_in6結(jié)構(gòu)相差比較大，但它們均被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成sockaddr結(jié)構(gòu)輸入到套接字例程中。

有時(shí)，需要打印出能被人理解而不是計(jì)算機(jī)所理解的地址格式。BSD網(wǎng)絡(luò)軟件包含函數(shù)inet_addr和inet_ntoa，用于二進(jìn)制地址格式與點(diǎn)分十進(jìn)制字符表示（）之間的相互轉(zhuǎn)換。但是這些函數(shù)僅適用于IPv4地址。有兩個(gè)新函數(shù)inet_ntop和inet_pton具有相似的功能，而且同時(shí)支持IPv4地址和IPv6地址。

函數(shù)inet_ntop將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的二進(jìn)制地址轉(zhuǎn)換成文本字符串格式。inet_pton將文本字符串格式轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的二進(jìn)制地址。參數(shù)domain僅支持兩個(gè)值：AF_INET和AF_INET6。

對(duì)于inet_ntop，參數(shù)size指定了保存文本字符串的緩沖區(qū)（str）的大小。兩個(gè)常數(shù)用于簡(jiǎn)化工作：INET_ADDRSTRLEN定義了足夠大的空間來(lái)存放一個(gè)表示IPv4地址的文本字符串；INET6_ADDRSTRLEN定義了足夠大的空間來(lái)存放一個(gè)表示IPv6地址的文本字符串。對(duì)于inet_pton，如果domain是AF_INET，則緩沖區(qū)addr需要足夠大的空間來(lái)存放一個(gè)32位地址，如果domain是AF_INET6，則需要足夠大的空間來(lái)存放一個(gè)128位地址。

歷史上，BSD網(wǎng)絡(luò)軟件提供了訪問(wèn)各種網(wǎng)絡(luò)配置信息的接口。這些函數(shù)返回的網(wǎng)絡(luò)配置信息被存放在許多地方。這個(gè)信息可以存放在靜態(tài)文件（如/etc/hosts和/etc/services）中，也可以由名字服務(wù)管理，如域名系統(tǒng)（DomainNameSystem，DNS）或者網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)（NetworkInformationService，NIS）。無(wú)論這個(gè)信息放在何處，都可以用同樣的函數(shù)訪問(wèn)它。

通過(guò)調(diào)用gethostent，可以找到給定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主機(jī)信息。

如果主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)文件沒(méi)有打開(kāi)，gethostent會(huì)打開(kāi)它。函數(shù)gethostent返回文件中的下一個(gè)條目。函數(shù)sethostent會(huì)打開(kāi)文件，如果文件已經(jīng)被打開(kāi)，那么將其回繞。當(dāng)stayopen參數(shù)設(shè)置成非0值時(shí)，調(diào)用gethostent之后，文件將依然是打開(kāi)的。函數(shù)endhostent可以關(guān)閉文件。

當(dāng)gethostent返回時(shí)，會(huì)得到一個(gè)指向hostent結(jié)構(gòu)的指針，該結(jié)構(gòu)可能包含一個(gè)靜態(tài)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，每次調(diào)用gethostent，緩沖區(qū)都會(huì)被覆蓋。hostent結(jié)構(gòu)至少包含以下成員：

返回的地址采用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序。

能夠采用一套相似的接口來(lái)獲得網(wǎng)絡(luò)名字和網(wǎng)絡(luò)編號(hào)。

netent結(jié)構(gòu)至少包含以下字段：

網(wǎng)絡(luò)編號(hào)按照網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序返回。地址類(lèi)型是地址族常量之一（如AF_INET）。

我們可以用以下函數(shù)在協(xié)議名字和協(xié)議編號(hào)之間進(jìn)行映射。

定義的protoent結(jié)構(gòu)至少包含以下成員：

套接字編程的總結(jié)第28篇IP協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)上