一、UNIX Domain Socket IPC
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。UNIX域套接字与TCP套接字相比较,在同一台主机的传输速度前者是后者的两倍。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。
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。
#define UNIX_PATH_MAX 108
struct sockaddr_un {
sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */
};
二、回射/客户服务器程序
通信的流程跟前面说过的tcp/udp 是类似的,下面直接来看程序:
C++ Code
C++ Code
server 使用fork 的形式来接受多个连接,server调用bind 会创建一个文件,如下所示:
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/socket$ ls -l /tmp/test\ socket
srwxrwxr-x 1 simba simba 0 Jun 12 15:27 /tmp/test socket
即文件类型为s,表示SOCKET文件,与FIFO(命名管道)文件,类型为p,类似,都表示内核的一条通道,读写文件实际是在读写内核通道。程序中调用unlink(解除硬链接) 是为了在开始执行程序时删除以前创建的文件,以便在重启服务器时不会提示address in use。其他方面与以前说过的回射客户服务器程序没多大区别,不再赘述。
三、UNIX域套接字编程注意点
1、bind成功将会创建一个文件,权限为0777 & ~umask
2、sun_path最好用一个绝对路径
3、UNIX域协议支持流式套接口与报式套接口
4、UNIX域流式套接字connect发现监听队列满时,会立刻返回一个ECONNREFUSED,这和TCP不同,如果监听队列满,会忽略到来的SYN,这导致对方重传SYN。
四、socketpair 函数
功能:创建一个全双工的流管道
原型 int socketpair(int domain, int type, int protocol, int sv[2]);
参数
domain: 协议家族
type: 套接字类型
protocol: 协议类型
sv: 返回套接字对
返回值:成功返回0;失败返回-1
实际上socketpair 函数跟pipe 函数是类似的,也只能在同个主机上具有亲缘关系的进程间通信,但pipe 创建的匿名管道是半双工的,而socketpair 可以认为是创建一个全双工的管道。
可以使用socketpair 创建返回的套接字对进行父子进程通信:
C++ Code
输出如下:
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/socket$ ./socketpair
sending data: 1
recv data : 2
sending data: 3
recv data : 4
sending data: 5
recv data : 6
sending data: 7
recv data : 8
sending data: 9
recv data : 10
sending data: 11
recv data : 12
sending data: 13
recv data : 14
sending data: 15
recv data : 16
...................................
即父进程持有sockfds[0] 套接字进行读写,而子进程持有sockfds[1] 套接字进行读写。
参考:
《Linux C 编程一站式学习》
《TCP/IP详解 卷一》
《UNP》