Linux环境：C编程之进程传递文件描述符
在多进程编程时，会用到进程间传递文件描述符的情况，例如进程池编程通信时，在主进程中建立连接，然后把建立后的socket转给子进程来处理任务。接下来看一下如何在进程间传递文件描述符。
需要注意的是：
文件描述符的编号在进程间独立，每个进程都维护一个进程文件打开表，所以同一文件描述符在不同进程中有不同的含义。因此，传递文件描述符，其实是在传递文件描述符对应的指向该文件的引用。
具体流程：通过socketpair建立unix域套接字，然后利用这对套接字进行通信，利用sendmsg和recvmsg函数传递文件描述符对应文件的辅助信息。
socketpair函数
- 作用：sockpair函数用来建立一对无名套接字，用于全双工通信，和无名管道相比，无名套接字可以全双工通信，并且支持主机和网络通信，功能更加强大。
- 函数原型：
int socketpair(int d, int type, int protocol, int sv[2])； - 参数：前三个参数和socket函数一致，分别是通信域，类型和协议，第四个参数是传出参数，传出创建的一对描述符。
- 注意事项：
- 可以用于全双工通信，每一个套接字既可以读也可以写。例如，可以往sv[0]中写，从sv[1]中读；或者从sv[1]中写，从sv[0]中读；
- 如果往一个套接字(如sv[0])中写入后，再从该套接字读时会阻塞，只能在另一个套接字中(sv[1])上读成功；
- 读、写操作可以位于同一个进程，也可以分别位于不同的进程，如父子进程。如果是父子进程时，一般会功能分离，一个进程用来读，一个用来写。因为文件描述副sv[0]和sv[1]是进程共享的，所以读的进程要关闭写描述符, 反之，写的进程关闭读描述符。
sendmsg和recvmsg函数
- 函数原型：
size_t sendmsg (int s, const struct msghdr *msg, int flags);
int recvmsg(int s, struct msghdr *msg, unsigned int flags); - 作用：
这一对发送函数可以替代之前的send，recv，sendto和recvfrom，向另一个套接口发送信息。
参数：第一个参数是要发信息或收信息的套接字描述符；第二个参数是发送的信息结构体头指针；第三个参数是标志位，和之前的sendto/recvfrom等函数一致。 - 返回值：返回实际接受或发送的字节数，失败返回-1
struct msghdr结构体
要理解sendmsg和recvmsg，需要弄清楚struct msghdr结构体。该结构体定义如下：
//有这么多成员，所以才能实现多种功能
struct msghdr {
/*下面两组是套接字的地址指针和长度，用来替代sendto和recvfrom中指明接收方或发送方的地址参数*/
void *msg_name;
socklen_t msg_namelen;
/*这一组是要发送的数据信息的缓冲区指针和长度*/
struct iovec *msg_iov;
size_t msg_iovlen;
/*这一组是发送的辅助信息，用来传递一些特殊信息，比如文件描述符的控制信息*/
void *msg_control;
size_t msg_controllen;
/*接收信息标记位*/
int msg_flags;
}
sendmsg和recvmsg能实现这么多功能就是因为这个结构体很复杂，内容很多，不过我们使用的时候只需要初始化能用到的信息就可以了。
需要注意的是，如果想利用它传递辅助信息，比如文件描述符，必须携带至少一个字节的真实数据，也就是iov指针指向的缓冲区要有数据，iovlen至少是1。
struct cmsghdr结构体
我们要传递的辅助信息需要是一个struct cmsghdr结构体类型保存，然后用msg_control指向它。该结构体的定义如下：
struct cmsghdr {
socklen_t cmsg_len; /* 该变量的长度，包含结构体头部 */
int cmsg_level; /* 原始协议，比如SOL_SOCKET代表套接字API层*/
int cmsg_type; /* 控制信息类型，比如SCM_RIGHTS代表了文件描述符 */
/* followed by unsigned char cmsg_data[]; */
};
该结构体比较复杂所以有一系列的宏来对其进行操作
- CMSG_FIRSTHDR() ：接收一个msghdr指针，返回指向msghdr的控制信息缓冲区的第一个指针，前提是msghdr已经申请了缓冲区空间。
- CMSG_DATA() ：接收一个cmsghdr指针，返回cmsghdr的数据区的第一个字节的指针。
- CMSG_LEN() ：接受我们希望放置在附属数据缓冲区中的对象尺寸作为输入参数。返回cmsghdr头结构加上所需要的填充字符的字节长度。这个值用来设置cmsghdr对象的cmsg_len成员。
通过把要传递的文件描述符放在data区，内核就可以帮我们完成转换。
recvmsg接收时和上述一致。