進程筆記2:進程之間的通信(UNIX域套接字socket) .

socket的地址數據結構根據不同的系統以及網絡環境有不同形式。爲了使不同格式地址能夠被傳入套接字函數,必須強制將地址結構轉換爲:

  1. struct sockaddr{  
  2.    sa_family_t sa_family; /* address family*/  
  3.    char        sa_data[]; /* variable-length address*/  
  4.    ...  
  5. };  
struct sockaddr{
   sa_family_t sa_family; /* address family*/
   char        sa_data[]; /* variable-length address*/
   ...
};

套接字實現可以自由地添加額外的成員並且定義sa_data成員的大小。例如在linux中,該結構定義如下

  1. struct sockaddr{  
  2.    sa_family_t sa_family;   /* address family*/  
  3.    char        sa_data[14]; /* variable-length address*/  
  4. };  
struct sockaddr{
   sa_family_t sa_family;   /* address family*/
   char        sa_data[14]; /* variable-length address*/
};

其中sa_family_t表示套接字的通信域。主要有以下四個值


描述
AF_INET IPv4因特網域
AF_INET6 IPv6因特網域
AF_UNIX UNIX域
AF_UNSPEC 未指定


創建套接字的函數如下

  1. #include <sys/socket.h>   
  2. int socket(int domain, int type, int protocol);/*成功返回文件(套接字)描述符,出錯返回-1  
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);/*成功返回文件(套接字)描述符,出錯返回-1

其中domain指代通信域,type指代套接字類型,主要有以下四種

類型 描述
SOCK_DGRAM 長度固定的、無連接的不可靠報文傳遞
SOCK_RAM IP協議的數據報接口
SOCK_SEQPACKET 長度固定、有序、可靠的面向連接報文傳遞
SOCK_STREAM 有序、可靠、雙向的面向連接字節流

參數protocol通常是零,表示按給定的域和套接字類型選擇默認協議。當對同一域和套接字類型支持多個協議時,可以使用protocol參數選擇一個特定協議。

一個多進程間利用UNIX域套接字(只用在本地)進行通信的例子(代碼分兩部分不方便觀察,後面socket_unix.c將其合爲了一部分

  1.  /* 
  2. domain_socket.h 
  3. @Author: duanjigang @2006-4-11 
  4. @Desp: declaratin of methods used for unix-domain-socket communication  
  5. */  
  6. #ifndef _H_   
  7. #define _H_   
  8. #include <stdio.h>   
  9. #include <unistd.h>   
  10. #include <sys/un.h>   
  11. #include <sys/socket.h>   
  12. #define MSG_SIZE 1024   
  13. int init_send_socket(struct sockaddr_un * addr,char * path)  
  14. {  
  15.         int sockfd,len;  
  16.         sockfd=socket(AF_UNIX,SOCK_DGRAM,0);  
  17.         if(sockfd<0)  
  18.         {  
  19.                 exit(1);  
  20.         }  
  21.         bzero(addr,sizeof(struct sockaddr_un));  
  22.         addr->sun_family=AF_UNIX;  
  23.         strcpy(addr->sun_path,path);  
  24.         return sockfd;  
  25. }  
  26. int init_recv_socket(char * path)  
  27. {  
  28.         int sockfd,len;   
  29.         struct sockaddr_un addr;   
  30.         sockfd=socket(AF_UNIX,SOCK_DGRAM,0);   
  31.         if(sockfd<0)   
  32.         {   
  33.            return -1;  
  34.         }   
  35.         bzero(&addr,sizeof(struct sockaddr_un));   
  36.         addr.sun_family = AF_UNIX;   
  37.         strcpy(addr.sun_path, path);  
  38.         unlink(path);  
  39.         len = strlen(addr.sun_path) + sizeof(addr.sun_family);  
  40.         if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&addr,len)<0)   
  41.          {   
  42.           return -1;  
  43.          }   
  44.         return sockfd;  
  45.   
  46. }  
  47. int receive_from_socket(int sockfd, char msg[])  
  48. {  
  49.       int n;   
  50.       memset(msg, 0, MSG_SIZE);  
  51.       n=recvfrom(sockfd, msg, MSG_SIZE, 0, NULL, NULL);   
  52.       if(n<=0)  
  53.       {  
  54.        return -1;  
  55.       }  
  56.       msg[n]=0;  
  57.       return n;  
  58. }  
  59. int send_to_socket(int sockfd, char msg[], const struct sockaddr_un * addr)  
  60. {  
  61.         int len;   
  62.         len = strlen(addr->sun_path)+sizeof(addr->sun_family);  
  63.         sendto(sockfd, msg, strlen(msg), 0, (struct sockaddr*)addr,len);   
  64.         return 1;  
  65. }  
  66. #endif  
 /*
domain_socket.h
@Author: duanjigang @2006-4-11
@Desp: declaratin of methods used for unix-domain-socket communication 
*/
#ifndef _H_
#define _H_
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/socket.h>
#define MSG_SIZE 1024
int init_send_socket(struct sockaddr_un * addr,char * path)
{
        int sockfd,len;
        sockfd=socket(AF_UNIX,SOCK_DGRAM,0);
        if(sockfd<0)
        {
                exit(1);
        }
        bzero(addr,sizeof(struct sockaddr_un));
        addr->sun_family=AF_UNIX;
        strcpy(addr->sun_path,path);
        return sockfd;
}
int init_recv_socket(char * path)
{
        int sockfd,len; 
        struct sockaddr_un addr; 
        sockfd=socket(AF_UNIX,SOCK_DGRAM,0); 
        if(sockfd<0) 
        { 
           return -1;
        } 
        bzero(&addr,sizeof(struct sockaddr_un)); 
        addr.sun_family = AF_UNIX; 
        strcpy(addr.sun_path, path);
        unlink(path);
        len = strlen(addr.sun_path) + sizeof(addr.sun_family);
        if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&addr,len)<0) 
         { 
          return -1;
         } 
        return sockfd;

}
int receive_from_socket(int sockfd, char msg[])
{
      int n; 
      memset(msg, 0, MSG_SIZE);
      n=recvfrom(sockfd, msg, MSG_SIZE, 0, NULL, NULL); 
      if(n<=0)
      {
       return -1;
      }
      msg[n]=0;
      return n;
}
int send_to_socket(int sockfd, char msg[], const struct sockaddr_un * addr)
{
        int len; 
        len = strlen(addr->sun_path)+sizeof(addr->sun_family);
        sendto(sockfd, msg, strlen(msg), 0, (struct sockaddr*)addr,len); 
        return 1;
}
#endif

  1. /* 
  2. main.c 
  3. @Author: duanjigang @ 2006-4-11 
  4. @Desp: Two processes communicate with unix domain socket 
  5. */  
  6. #include "domain_socket.h"   
  7. #define PATH "/home/useless"   
  8. /* 
  9. 進程間通過域進行通訊-舉例:父子進程,一個發送,一個接收 
  10. */  
  11. int main(void)  
  12. {  
  13.   int pid;  
  14.   /* 
  15.   子進程用於發送消息 
  16.   */  
  17.   if((pid = fork()) == 0)  
  18.   {  
  19.     int fd, counter = 0;  
  20.     char send_buffer[MSG_SIZE];  
  21.     struct sockaddr_un addr;  
  22.     if( (fd = init_send_socket(&addr, PATH)) > 0)  
  23.     while(1)  
  24.     {  
  25.        memset(send_buffer, 0 , MSG_SIZE);  
  26.        /* 
  27.            防止計數器越界,所以做一個復位判斷 
  28.            */  
  29.        sprintf(send_buffer,"message for %d times",counter++ >= 10000 ? 1 : counter);  
  30.        send_to_socket(fd, send_buffer, &addr);  
  31.        printf("Sender: %s\n", send_buffer);  
  32.        sleep(1);  
  33.     }  
  34.   }/* 
  35.    父進程用於接收消息 
  36.   */  
  37.   else  
  38.   {  
  39.       int fd;  
  40.       char recv_buffer[MSG_SIZE];  
  41.       if( (fd = init_recv_socket(PATH))> 0)  
  42.       while(1)  
  43.       {  
  44.        memset(recv_buffer, 0, MSG_SIZE);  
  45.        if(receive_from_socket(fd, recv_buffer))  
  46.        {  
  47.             printf("Receiver: %s\n", recv_buffer);  
  48.        }  
  49.       }  
  50.   }  
  51. }  
  52.    
/*
main.c
@Author: duanjigang @ 2006-4-11
@Desp: Two processes communicate with unix domain socket
*/
#include "domain_socket.h"
#define PATH "/home/useless"
/*
進程間通過域進行通訊-舉例:父子進程,一個發送,一個接收
*/
int main(void)
{
  int pid;
  /*
  子進程用於發送消息
  */
  if((pid = fork()) == 0)
  {
    int fd, counter = 0;
    char send_buffer[MSG_SIZE];
    struct sockaddr_un addr;
    if( (fd = init_send_socket(&addr, PATH)) > 0)
    while(1)
    {
       memset(send_buffer, 0 , MSG_SIZE);
       /*
           防止計數器越界,所以做一個復位判斷
           */
       sprintf(send_buffer,"message for %d times",counter++ >= 10000 ? 1 : counter);
       send_to_socket(fd, send_buffer, &addr);
       printf("Sender: %s\n", send_buffer);
       sleep(1);
    }
  }/*
   父進程用於接收消息
  */
  else
  {
      int fd;
      char recv_buffer[MSG_SIZE];
      if( (fd = init_recv_socket(PATH))> 0)
      while(1)
      {
       memset(recv_buffer, 0, MSG_SIZE);
       if(receive_from_socket(fd, recv_buffer))
       {
            printf("Receiver: %s\n", recv_buffer);
       }
      }
  }
}
 

運行結果示例:

  1. Sender: message for 1 times  
  2.   
  3. Sender: message for 2 times  
  4.   
  5. Receiver: message for 2 times  
  6.   
  7. Sender: message for 3 times  
  8.   
  9. Receiver: message for 3 times  
  10.   
  11. Sender: message for 4 times  
  12.   
  13. Receiver: message for 4 times  
  14.   
  15. Sender: message for 5 times  
  16.   
  17. Receiver: message for 5 times  
Sender: message for 1 times

Sender: message for 2 times

Receiver: message for 2 times

Sender: message for 3 times

Receiver: message for 3 times

Sender: message for 4 times

Receiver: message for 4 times

Sender: message for 5 times

Receiver: message for 5 times


socket_unix.c

  1. //利用UNIX域套接字通信   
  2.   
  3. #include <stdio.h>   
  4. #include <unistd.h>   
  5. #include <sys/un.h>   
  6. #include <sys/socket.h>   
  7.   
  8. #define MSG_MAX_SIZE 1024   
  9. #define PATH "a.socket"//套接字文件   
  10.   
  11. int main()  
  12. {  
  13.     int len;  
  14.     int socket_fd;  
  15.     struct sockaddr_un addr;  
  16.   
  17.     bzero(&addr, sizeof(struct sockaddr_un));  
  18.     addr.sun_family = AF_UNIX;  
  19.     strcpy(addr.sun_path, PATH);   
  20.     len = strlen(addr.sun_path)+sizeof(addr.sun_family);  
  21.       
  22.     if(!fork())//子進程內部代碼   
  23.     {  
  24.         int counter = 0;  
  25.         char send_buffer[MSG_MAX_SIZE];  
  26.   
  27.         //init send socket   
  28.         socket_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0);   
  29.         if(socket_fd<0)  
  30.         {  
  31.             printf("client socket error!");  
  32.             return 0;  
  33.         }  
  34.           
  35.         while(1) //循環發送數據消息   
  36.         {  
  37.             memset(send_buffer, 0, MSG_MAX_SIZE);  
  38.             sprintf(send_buffer, "message for %d times", counter++);  
  39.               
  40.             //將數據信息發送到addr指定的套接字文件之中,所以這樣進程之間就可以進行通信   
  41.             sendto(socket_fd, send_buffer, strlen(send_buffer), 0, (struct sockaddr*)&addr, len);  
  42.   
  43.             printf("sender:%s\n", send_buffer);  
  44.             sleep(1);  
  45.         }  
  46.     }  
  47.     else  
  48.     {  
  49.         char recv_buffer[MSG_MAX_SIZE];  
  50.   
  51.         //init recv socket   
  52.         socket_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0);  
  53.         if(socket_fd<0)  
  54.         {  
  55.             printf("server socket error!");  
  56.             return 0;  
  57.         }  
  58.           
  59.         unlink(PATH);//防止要創建的socket文件已存在   
  60.         if(bind(socket_fd, (struct sockaddr *)&addr, len)<0)//只有bind以後纔會在硬盤創建套接字PATH   
  61.         {  
  62.             printf("bind error");  
  63.             return 0;  
  64.         }  
  65.   
  66.         while(1)//循環接收數據   
  67.         {  
  68.             memset(recv_buffer, 0, MSG_MAX_SIZE);  
  69.   
  70.             //receive from socket從指定socket中讀取數據,這裏socket已經綁定了指定的PATH的文件   
  71.             recvfrom(socket_fd, recv_buffer, MSG_MAX_SIZE, 0, NULL, NULL);  
  72.               
  73.             printf("receive Message: %s\n", recv_buffer);  
  74.         }  
  75.     }  
  76.       
  77.     return 0;  
  78. }  
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