Linux環境：C編程之進程傳遞文件描述符
在多進程編程時，會用到進程間傳遞文件描述符的情況，例如進程池編程通信時，在主進程中建立連接，然後把建立後的socket轉給子進程來處理任務。接下來看一下如何在進程間傳遞文件描述符。
需要注意的是：
文件描述符的編號在進程間獨立，每個進程都維護一個進程文件打開表，所以同一文件描述符在不同進程中有不同的含義。因此，傳遞文件描述符，其實是在傳遞文件描述符對應的指向該文件的引用。
具體流程：通過socketpair建立unix域套接字，然後利用這對套接字進行通信，利用sendmsg和recvmsg函數傳遞文件描述符對應文件的輔助信息。
socketpair函數
- 作用：sockpair函數用來建立一對無名套接字，用於全雙工通信，和無名管道相比，無名套接字可以全雙工通信，並且支持主機和網絡通信，功能更加強大。
- 函數原型：
int socketpair(int d, int type, int protocol, int sv[2])； - 參數：前三個參數和socket函數一致，分別是通信域，類型和協議，第四個參數是傳出參數，傳出創建的一對描述符。
- 注意事項：
- 可以用於全雙工通信，每一個套接字既可以讀也可以寫。例如，可以往sv[0]中寫，從sv[1]中讀；或者從sv[1]中寫，從sv[0]中讀；
- 如果往一個套接字(如sv[0])中寫入後，再從該套接字讀時會阻塞，只能在另一個套接字中(sv[1])上讀成功；
- 讀、寫操作可以位於同一個進程，也可以分別位於不同的進程，如父子進程。如果是父子進程時，一般會功能分離，一個進程用來讀，一個用來寫。因爲文件描述副sv[0]和sv[1]是進程共享的，所以讀的進程要關閉寫描述符, 反之，寫的進程關閉讀描述符。
sendmsg和recvmsg函數
- 函數原型：
size_t sendmsg (int s, const struct msghdr *msg, int flags);
int recvmsg(int s, struct msghdr *msg, unsigned int flags); - 作用：
這一對發送函數可以替代之前的send，recv，sendto和recvfrom，向另一個套接口發送信息。
參數：第一個參數是要發信息或收信息的套接字描述符；第二個參數是發送的信息結構體頭指針；第三個參數是標誌位，和之前的sendto/recvfrom等函數一致。 - 返回值：返回實際接受或發送的字節數，失敗返回-1
struct msghdr結構體
要理解sendmsg和recvmsg，需要弄清楚struct msghdr結構體。該結構體定義如下：
//有這麼多成員，所以才能實現多種功能
struct msghdr {
/*下面兩組是套接字的地址指針和長度，用來替代sendto和recvfrom中指明接收方或發送方的地址參數*/
void *msg_name;
socklen_t msg_namelen;
/*這一組是要發送的數據信息的緩衝區指針和長度*/
struct iovec *msg_iov;
size_t msg_iovlen;
/*這一組是發送的輔助信息，用來傳遞一些特殊信息，比如文件描述符的控制信息*/
void *msg_control;
size_t msg_controllen;
/*接收信息標記位*/
int msg_flags;
}
sendmsg和recvmsg能實現這麼多功能就是因爲這個結構體很複雜，內容很多，不過我們使用的時候只需要初始化能用到的信息就可以了。
需要注意的是，如果想利用它傳遞輔助信息，比如文件描述符，必須攜帶至少一個字節的真實數據，也就是iov指針指向的緩衝區要有數據，iovlen至少是1。
struct cmsghdr結構體
我們要傳遞的輔助信息需要是一個struct cmsghdr結構體類型保存，然後用msg_control指向它。該結構體的定義如下：
struct cmsghdr {
socklen_t cmsg_len; /* 該變量的長度，包含結構體頭部 */
int cmsg_level; /* 原始協議，比如SOL_SOCKET代表套接字API層*/
int cmsg_type; /* 控制信息類型，比如SCM_RIGHTS代表了文件描述符 */
/* followed by unsigned char cmsg_data[]; */
};
該結構體比較複雜所以有一系列的宏來對其進行操作
- CMSG_FIRSTHDR() ：接收一個msghdr指針，返回指向msghdr的控制信息緩衝區的第一個指針，前提是msghdr已經申請了緩衝區空間。
- CMSG_DATA() ：接收一個cmsghdr指針，返回cmsghdr的數據區的第一個字節的指針。
- CMSG_LEN() ：接受我們希望放置在附屬數據緩衝區中的對象尺寸作爲輸入參數。返回cmsghdr頭結構加上所需要的填充字符的字節長度。這個值用來設置cmsghdr對象的cmsg_len成員。
通過把要傳遞的文件描述符放在data區，內核就可以幫我們完成轉換。
recvmsg接收時和上述一致。