本地套接字

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xcc-2022 发表于 2022/10/24 21:10:27 2022/10/24
【摘要】 本地套接字socket API原本是为网络通讯设计的,但后来在socket的框架上发展出一种IPC机制,就是UNIX Domain Socket。虽然网络socket也可用于同一台主机的进程间通讯(通过loopback地址127.0.0.1),但是UNIX Domain Socket用于IPC更有效率:不需要经过网络协议栈,不需要打包拆包、计算校验和、维护序号和应答等,只是将应用层数据从一...

本地套接字

socket API原本是为网络通讯设计的,但后来在socket的框架上发展出一种IPC机制,就是UNIX Domain Socket。虽然网络socket也可用于同一台主机的进程间通讯(通过loopback地址127.0.0.1),但是UNIX Domain Socket用于IPC更有效率:不需要经过网络协议栈,不需要打包拆包、计算校验和、维护序号和应答等,只是将应用层数据从一个进程拷贝到另一个进程。这是因为,IPC机制本质上是可靠的通讯,而网络协议是为不可靠的通讯设计的。UNIX Domain Socket也提供面向流和面向数据包两种API接口,类似于TCP和UDP,但是面向消息的UNIX Domain Socket也是可靠的,消息既不会丢失也不会顺序错乱。

UNIX Domain Socket是全双工的,API接口语义丰富,相比其它IPC机制有明显的优越性,目前已成为使用最广泛的IPC机制,比如X Window服务器和GUI程序之间就是通过UNIXDomain Socket通讯的。

使用UNIX Domain Socket的过程和网络socket十分相似,也要先调用socket()创建一个socket文件描述符,address family指定为AF_UNIX,type可以选择SOCK_DGRAM或SOCK_STREAM,protocol参数仍然指定为0即可。

UNIX Domain Socket与网络socket编程最明显的不同在于地址格式不同,用结构体sockaddr_un表示,网络编程的socket地址是IP地址加端口号,而UNIX Domain Socket的地址是一个socket类型的文件在文件系统中的路径,这个socket文件由bind()调用创建,如果调用bind()时该文件已存在,则bind()错误返回。

对比网络套接字地址结构和本地套接字地址结构:

struct sockaddr_in {
__kernel_sa_family_t sin_family; 			/* Address family */  	地址结构类型
__be16 sin_port;					 	/* Port number */		端口号
struct in_addr sin_addr;					/* Internet address */	IP地址
};
struct sockaddr_un {
__kernel_sa_family_t sun_family; 		/* AF_UNIX */			地址结构类型
char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; 		/* pathname */		socket文件名(含路径)
};

以下程序将UNIX Domain socket绑定到一个地址。

size = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(un.sun_path);
	#define offsetof(type, member) ((int)&((type *)0)->member)
创建本地套接字用于tcp通信
int socket(int domain, int type, int protocol);
参数:
    domain : AF_UNIX
    type :SOCK_STREAM
    protocol : 0

绑定
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
                socklen_t addrlen);

sockfd: 本地套接字
addr:  本地套接字结构体地址
struct sockaddr_un {
               sa_family_t sun_family;               /* AF_UNIX */
               char        sun_path[108];            /* pathname *///文件的路径名
           };
addrlen: sockaddr_un大小 


提取
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

addr: struct sockaddr_un 结构体地址

==需要注意的点:客户端可以隐式绑定,但是服务器不可以绑定指定文件时m,这个文件必须不存在,如果存在绑定失败==

server

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/un.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
	unlink("sock.s");//删除一个文件
	//创建unix流式套接
	int lfd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
	//绑定
	struct sockaddr_un myaddr;
	myaddr.sun_family = AF_UNIX;
	strcpy(myaddr.sun_path ,"sock.s");
	int len = offsetof(struct sockaddr_un,sun_path)+strlen(myaddr.sun_path);//偏移量
	bind(lfd,(struct sockaddr *)&myaddr,len);
	//监听
	listen(lfd,128);
	
	//提取
	struct sockaddr_un cliaddr;
	socklen_t len_c = sizeof(cliaddr);
	int cfd = accept(lfd,(struct sockaddr*)&cliaddr,&len_c);

	printf("new cilent file = %s\n",cliaddr.sun_path);
	//读写
	char buf[1500]="";
	while(1)
	{
		int n = recv(cfd,buf,sizeof(buf),0);
		if(n <= 0)
		{
			printf("err or client close\n");
			break;
		}
		else
		{
			printf("%s\n",buf);
			send(cfd,buf,n,0);
		
		}
	
	}
	//关闭
	close(cfd);
	close(lfd);
	return 0;
}

client

#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
	unlink("sock.c");
	//创建unix流式套接字
	int cfd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
	//如果不绑定,就是隐式绑定
	struct sockaddr_un myaddr;
	myaddr.sun_family = AF_UNIX;
	strcpy(myaddr.sun_path,"sock.c");
	int len = offsetof(struct sockaddr_un,sun_path)+strlen("sock.c");
	if(bind(cfd,(struct sockaddr*)&myaddr,len)< 0)
	{
		perror("");
		return 0;
	}
	//连接
	struct sockaddr_un seraddr;
	seraddr.sun_family = AF_UNIX;
	strcpy(seraddr.sun_path,"sock.s");
	connect(cfd,(struct sockaddr*)&seraddr,sizeof(seraddr));
	//读写
	while(1)
	{
		char buf[1500]="";
		int n = read(STDIN_FILENO,buf,sizeof(buf));
		send(cfd,buf,n,0);
		memset(buf,0,sizeof(buf));
		n = recv(cfd,buf,sizeof(buf),0);
		if(n <=0 )
		{
		
			printf("err or server close\n");
			break;
		
		}
		else
		{
			printf("%s\n",buf);
		
		}
	}
	//关闭
	close(cfd);
	return 0;
}
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