UNIX Domain Socket

概述

Linux下進程通訊方式有很多,比較典型的有套接字,平時比較常用的套接字是基於TCP/IP協議的,適用於兩臺不同主機上兩個進程間通信, 通信之前需要指定IP地址. 但是如果同一臺主機上兩個進程間通信用套接字,還需要指定ip地址,有點過於繁瑣. 這個時候就需要用到UNIX Domain Socket, 簡稱UDS, 
UDS的優勢:

• UDS傳輸不需要經過網絡協議棧,不需要打包拆包等操作,只是數據的拷貝過程
• UDS分爲SOCK_STREAM(流套接字)和SOCK_DGRAM(數據包套接字),由於是在本機通過內核通信,不會丟包也不會出現發送包的次序和接收包的次序不一致的問題

流程介紹

如果熟悉Socket的話,UDS也是同樣的方式, 區別如下:

• UDS不需要IP和Port, 而是通過一個文件名來表示
• domain 爲 AF_UNIX
• UDS中使用sockaddr_un表示

struct sockaddr_un {
    sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
    char sun_path[UNIX_PATH_MAX];   /* pathname */
};

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服務端： socket -> bind -> listen -> accet -> recv/send -> close 
客戶端： socket -> connect -> recv/send -> close

函數介紹

• 開始創建socket

 int socket(int domain, int type, int protocol)
 domain(域) : AF_UNIX 
 type : SOCK_STREAM/ SOCK_DGRAM : 
 protocol : 0

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SOCK_STREAM(流) : 提供有序，可靠的雙向連接字節流。 可以支持帶外數據傳輸機制, 
無論多大的數據都不會截斷 
SOCK_DGRAM(數據報)：支持數據報（固定最大長度的無連接，不可靠的消息),數據報超過最大長度,會被截斷.

• 獲取到socket文件描述符之後,還要將其綁定一個文件上

 int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
sockfd : 傳入sock的文件描述符
addr : 用sockaddr_un表示
addrlen : 結構體長度

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struct sockaddr_un {
    sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
    char sun_path[UNIX_PATH_MAX];   /* pathname */
};

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• 監聽客戶端的連接

int listen(int sockfd, int backlog);
sockfd : 文件描述符
backlog : 連接隊列的長度

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• 接受客戶端的連接

int accept(int socket, struct sockaddr *restrict address, socklen_t *restrict address_len);
UDS不存在客戶端地址的問題，因此這裏的addr和addrlen參數可以設置爲NULL

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Demo程序

• uds-server.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/un.h>
#include<errno.h>
#include<stddef.h>
#include<unistd.h>

#define MAX_CONNECT_NUM 2
#define BUFFER_SIZE 1024
const char *filename="uds-tmp";

int main()
{
    int fd,new_fd,len,i;
    struct sockaddr_un un;
    fd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
    if(fd < 0){
        printf("Request socket failed!\n");
        return -1;
    }
    un.sun_family = AF_UNIX;
    unlink(filename);
    strcpy(un.sun_path,filename);
    if(bind(fd,(struct sockaddr *)&un,sizeof(un)) <0 ){
        printf("bind failed!\n");
        return -1;
    }
    if(listen(fd,MAX_CONNECT_NUM) < 0){
        printf("listen failed!\n");
        return -1;
    }
    while(1){
        struct sockaddr_un client_addr;
        char buffer[BUFFER_SIZE];
        bzero(buffer,BUFFER_SIZE);
        len = sizeof(client_addr);
        //new_fd = accept(fd,(struct sockaddr *)&client_addr,&len);
        new_fd = accept(fd,NULL,NULL);
        if(new_fd < 0){
            printf("accept failed\n");
            return -1;
        }
        int ret = recv(new_fd,buffer,BUFFER_SIZE,0);
        if(ret < 0){
            printf("recv failed\n");
        }
        for(i=0; i<10; i++){
            printf(" %d",buffer[i]);
        }
        close(new_fd);
        break;
    }
    close(fd);
}

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• uds-client.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/un.h>
#include<errno.h>
#include<stddef.h>
#include<unistd.h>
#define BUFFER_SIZE 1024
const char *filename="uds-tmp";

int main()
{
    struct sockaddr_un un;
    int sock_fd;
    char buffer[BUFFER_SIZE] = {1,2,3};
    un.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(un.sun_path,filename);
    sock_fd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
    if(sock_fd < 0){
        printf("Request socket failed\n");
        return -1;
    }
    if(connect(sock_fd,(struct sockaddr *)&un,sizeof(un)) < 0){
        printf("connect socket failed\n");
        return -1;
    }
    send(sock_fd,buffer,BUFFER_SIZE,0);

    close(sock_fd);
    return 0;
}