这会是一系列文章，讲解的内容也很简单，文章的目的是让自己的知识固话和文档化，以备自己不时的复习，同时也希望能够给予初学者一些帮助。
前面的文章一系列文章有介绍了 linux 下常见的 IPC 机制，如管道、消息队列、信号量、共享内存。
之前有讲到共享内存是最高效的 IPC 方式，但是在 linux 环境下，应用最广泛的可能是 Socket。
什么是 Unix Domain Socket ?
Socket 翻译过来就叫做套接字，一般我们指代的 Socket 其实是网络通信的 Socket，它用于在网络中不同的设备之间进行通信。
但 Socket 也可以用于同一台设备中不同的进程通信的，Android 系统开发中，它叫做 LocalSocket，我觉得 LocalSocket 更适合概括它。
那我们在 Linux 下开发，用于在本机不同进程通信的 Socket 就叫做 Unix Domain Socket。
本文就是讲解 Unix Domain Socket。
Socket 通信机制主要有 2 种，TCP 和 UDP.
TCP 是可靠的通信机制。
UDP 是不可靠的通信机制。
本文讲解 TCP 通信步骤，并将给出示例代码.
Socket 开发套路
我初学 Socket 开发时，很烦它，因为我是一个懒人，它的步骤太多了。
但后来克服恐惧后，细细想来，它也很简单，心平气和把他有条理的捋一捋，还是很简单的嘛，再复杂都是套路。
下面细细来讲，其实也不复杂。
服务器建立 Socket
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket (int domain, int type, int protocol)
- domain 指定 Socket 类型，AF_IN,AF_UNIX 指的就是 Unix Domain Socket
- type 指定通信机制类型 SOCK_STREAM 指定 TCP，SOCK_DGRAM 指定 UDP,SOCK_RAW 原始套接字
- protocol 协议 一般为 0 就好了
所以，我们可以这样编码
int fd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
服务器绑定地址
socket 是为了建立套接字，真正要工作的话，还需要进行绑定，在 TCP 中绑定的是一个文件。
int bind (int fd, CONST_SOCKADDR_ARG addr, socklen_t len)
- fd 由 socket 返回来的套接字描述符
- addr 指定了地址，它是 sockaddr_un 类型，在 sys/un.h 头文件中定义
- len addr 的长度
用法如下：
char* server_file = "server.sock";
struct sockaddr_un addr;
memset(&addr,0,sizeof(addr));
addr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(addr.sun_path,server_file);
if (access(addr.sun_path,0) != -1)
{
remove(addr.sun_path);
}
if (bind(socketfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr)) < 0)
{
perror("bind");
return -1;
}
这里有一个细节：如果绑定的文件已经存在，要删掉它，不然bind不会成功的
服务器监听连接
int listen (int fd, int n)
- fd 就是 socket 的描述符
- n 就是最大的连接数量
listen() 是服务器角色用的
服务器接受连接
int accept (int fd, SOCKADDR_ARG addr,
socklen_t *addr_len)
listen 是为连接做准备，而 accept 则会等待新的连接，如果有新的连接，那就会返回一个新的连接的文件描述符。
连接成功后，会将客户端的地址填充到 addr 的结构体上，字节大小填充到 addr_len。
服务器读信息
连接成功后，服务端和客户端双方就可以读写信息了。
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
读写的字节由 len 决定，读取成功后，将内容存放在 buf 当中。
如果读取成功则返回接收到的字节数量。
如果发生异常，则返回 -1，通常用返回值判断连接是否正常。
服务器写信息
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
要发送的信息存放在 buf 当中，本次要发送的字节数量由 len 决定。
服务器关闭 Socket
int close(int fd);
像关闭文件一样，可以关闭一个 Socket，其实在 linux 中，sokcet 本质也相当于一个文件。
上面是服务端的 TCP 编码流程，客户端的编码流程基本一致。
客户端建立 Socket
细节同服务端
客户端连接服务端
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
socklen_t addrlen);
connect() 是客户端专用，用来连接server
connect 异常时返回 -1，否则返回 0.
地址在 addr 中指明。
用法如下：
struct sockaddr_un serveraddr;
socklen_t addrlen = sizeof(serveraddr);
memset(&serveraddr,0,addrlen);
serveraddr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(serveraddr.sun_path,server_file);
int newcon = -1;
newcon = connect(socketfd,(sockaddr*)&serveraddr,addrlen);
客户端读写数据
细节同服务端
客户端关闭 Socket
细节同服务端
代码示例
接下来，我们编写一个简单的 demo.
tcplocalserver.cpp
#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <memory.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
using namespace std;
char* server_file = "/tmp/localserver.sock";
int main(int argc,char** argv)
{
int socketfd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
if ( socketfd < 0)
{
perror("socket");
return -1;
}
struct sockaddr_un addr;
memset(&addr,0,sizeof(addr));
addr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(addr.sun_path,server_file);
if (access(addr.sun_path,0) != -1)
{
remove(addr.sun_path);
}
if (bind(socketfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr)) < 0)
{
perror("bind");
return -1;
}
if (listen(socketfd,12) < 0)
{
perror("listen");
return -1;
}
struct sockaddr_un clientaddr;
socklen_t addrlen = sizeof(clientaddr);
char buf[128];
int newcon = -1;
newcon = accept(socketfd,(sockaddr*)&clientaddr,&addrlen);
if (newcon > 0)
{
int curindex = 0;
int edgeindex = 0;
while (1)
{
if (recv(newcon,buf,sizeof(buf),0) == -1)
{
perror("server recv:");
break;
}
cout << "server recv a message:" << buf << endl;
memset(buf,0,sizeof(buf));
if (send(newcon,"ok",2,0) < 0)
{
perror("server send:");
break;
}
}
}
close(newcon);
close(socketfd);
return 0;
}
代码很简单，读取客户端的消息，然后回复 OK.
tcplocalclient.cpp
#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <memory.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
using namespace std;
char* server_file = "/tmp/localserver.sock";
char* client_file = "/tmp/localclient.sock";
int main(int argc,char** argv)
{
int socketfd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
if ( socketfd < 0)
{
perror("client socket");
return -1;
}
struct sockaddr_un addr;
memset(&addr,0,sizeof(addr));
addr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(addr.sun_path,client_file);
if (access(addr.sun_path,0) != -1)
{
remove(addr.sun_path);
}
if (bind(socketfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr)) < 0)
{
perror("client bind");
return -1;
}
struct sockaddr_un serveraddr;
socklen_t addrlen = sizeof(serveraddr);
memset(&serveraddr,0,addrlen);
serveraddr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(serveraddr.sun_path,server_file);
char buf[128];
int newcon = -1;
newcon = connect(socketfd,(sockaddr*)&serveraddr,addrlen);
if (newcon < 0)
{
perror("client connect");
}
int curindex = 0;
int edgeindex = 0;
int index = 0;
while (index < 3)
{
string temp = "client for test:";
temp.append(to_string(index));
if (send(socketfd,temp.c_str(),temp.capacity(),0) < 0)
{
perror("client send:");
break;
}
if (recv(socketfd,buf,sizeof(buf),0) == -1)
{
perror("client recv:");
break;
}
cout << "client recv:" << buf << endl;
memset(buf,0,sizeof(buf));
index++;
sleep(1);
}
close(socketfd);
return 0;
}
客户端发送了 3 次信息，然后关闭了自己。
下面就可以测试了。
g++ tcplocalserver.cpp -o server
g++ tcplocalclient.cpp -o client -std=c++11
然后开 2 个终端 分别执行 server 和 client 两个可执行文件。
./server
./client
server 所在的终端打印如下：
server recv a message:client for test:0
server recv a message:client for test:1
server recv a message:client for test:2
client 所在的终端打印如下：
client recv:ok
client recv:ok
client recv:ok
需要注意的是，因为便于简单展示 Socket 的开发，本章用到的示例是基于最简单的单线程的，但一般开发时服务器都是 1 对多，需要多线程处理，读者可以了解基本的概念后自行做更复杂的代码编写工作。
