linux 系统下使用socket进行本地进程间通信

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:



代码实现如下:

客户端:

//client
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/un.h>
#define UNIX_DOMAIN "/home/zhangmiaoling/test/socket/UNIX.domain"
int main(){
    int connect_fd;
    int ret;
    char send_buff[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 creat 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<0){
    perror("cannot connect server");
    close(connect_fd);
    return -1;
    }
    memset(send_buff,0,1024);
    strcpy(send_buff,"message from client");
    //send info server
    write(connect_fd,send_buff,sizeof(send_buff));
    close(connect_fd);
    return 0;
}

服务器端
//server
#include<stdio.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/un.h>
#define UNIX_DOMAIN "/home/zhangmiaoling/test/socket/UNIX.domain"

int main(){

    socklen_t clt_addr_len;
    int listen_fd;
    int com_fd;
    int ret;
    int i;
    static char rcv_buff[1024];
    int len;
    struct sockaddr_un clt_addr;
    struct sockaddr_un srv_addr;
    listen_fd=socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
    if(listen_fd<0){
    perror("connect creat communication socket");
    }
    // set srv_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<0){
    perror("cannot bind server socket");
    close(listen_fd);
    unlink(UNIX_DOMAIN);
    return -1;
    }
    //listen sockfd
    ret=listen(listen_fd,1);
    if(ret<0){
     perror("cannot listen sockfd");
     close(listen_fd);
     unlink(UNIX_DOMAIN);
     return -1;
    }
    //have connect requst use accept
    len=sizeof(clt_addr);
    com_fd=accept(listen_fd,(struct sockaddr*)&clt_addr,&len);
    if(com_fd<0){
    perror("cannot accept requst");
    close(listen_fd);
    unlink(UNIX_DOMAIN);
    return -1;
    }
    //read and printf client send info
    printf("\n******info********\n");
    //for(i=0,i<4,i++){
    for(i=0;i<4;i++){
    memset(rcv_buff,0,1024);
    int num = read(com_fd,rcv_buff,sizeof(rcv_buff));
    printf("message from client %d : %s\n",num,rcv_buff);
    }
    close(com_fd);
    close(listen_fd);
    unlink(UNIX_DOMAIN);
    return 0;

}

一. 创建socket

   创建socket,类型为AF_LOCALAF_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);


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