點擊上方藍字可直接關注！方便下次閱讀。如果對你有幫助，麻煩點個在看或點個贊，感謝~
文章主要梳理於《UNIX 環境高級編程第二版》 第十六章 網絡IPC: 套接字
以前都只是在網上搜的能用的例子，對一些參數不是很清楚，這次彙總。而且網絡通信還是很常用的通信手段。
UNIX 環境高級編程對Socket通信的描述是套接字網絡IPC(進程間通信)，可以用於計算機間通信也可用於計算機內通信，管道、消息隊列、信號量以及共享內存等都是屬於計算機內通信的情況。
一、 套接字Api詳細介紹
1. 套接字描述符
首先會先到的是文件描述符，對Linux一切皆文件的哲學又多懂了一點兒點兒。
套接字是通信端點的抽象。與應用程序使用文件描述符一樣，訪問套接字需要使用套接字描述符。套接字描述符在UNIX系統是用文件描述符實現的。
#include <sys/socket.h>
int socket (int domain, int type, int protocal);
返回值：成功返回文件(套接字)描述符，出錯返回-1
參數domain(域)確定通信的特性，包括地址格式。各個域都有自己的格式表示地址，表示各個域的常數都以AF_開頭，意指地址族(address family).
參數type確定套接字的類型，進一步確定通信特徵。下圖給出了一些類型，但在實現中可以自由增加對其他類型的支持。
參數protocol通常是0，表示按給定的域和套接字類型選擇默認的協議。當對同一域和套接字類型支持多個協議時，可以使用proticol參數選擇一個特定協議。在A_FINET通信域中套接字類型SOCK_STREAM的默認協議是TCP(傳輸控制協議)；A_FINET通信域中套接字類型SOCK_DGRAM的默認協議是UDP(用戶數據報協議)。
字節流(SOCK_STREAM)要求在交換數據之前，在本地套接字和遠程套接字之間建
立一個邏輯聯繫。
Tcp：沒有報文界限，提供的是字節流服務。之前寫過Qt傳輸圖片的拆包與解包，原因就是如此吧。
調用socket與調用open類型，均可獲得用於輸入、輸出的文件描述符。不用的時候記得close關閉。
2. 尋址
如何確定一個目標通信進程？
進程的標識有兩個部分：計算機的網絡地址可以確定網絡上與之想要通信的計算機
服務可以確定計算機上的特定進程。
2.1 字節序
在同一臺計算機上進程間通信時，一般無需考慮字節序。
TCP/IP協議棧使用大端字節序。有關字節序大家可自行百度。
Linux系統是小端字節序。
2.2 地址格式
地址確定了特定通信域中的套接字端點，地址格式與特定的通信域相關。爲使不同格式的地址能夠被傳入到套接字函數，地址被強轉換成通用的地址結構sockaddr表示。
Linux中，sockaddr_in定義如下：
struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family;
in_port_t sin_port;
struct in_addr sin_addr;
unsigned char sin_zero[8];
};
其中成員sin_zero爲填充字段，必須全部置0. 所以在網上搜到的例子有使用bzero.
我目前使用的ubuntu定義如下：
/* Structure describing an Internet socket address. */
struct sockaddr_in
{
__SOCKADDR_COMMON (sin_);
in_port_t sin_port; /* Port number. */
struct in_addr sin_addr; /* Internet address. */
/* Pad to size of `struct sockaddr'. */
unsigned char sin_zero[sizeof (struct sockaddr) -
__SOCKADDR_COMMON_SIZE -
sizeof (in_port_t) -
sizeof (struct in_addr)];
};
還有很多關於地址查詢的函數，這裏就不一一列舉了。
3. 將套接字與地址綁定
使用bind函數將地址綁定到一個套接字上。
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr * addr, socklen_t len);
返回值：成功返回0，出錯返回-1
參數socklen_t使用sizeof來計算就好了。
對於使用地址的一些限制：
端口號不能小於1024，除非該進程具有相應的特權(即爲超級用戶)。可見規則總是因人而異，計算機也是如此~
對於因特網域，如果指定IP地址爲ADDR_ANY，套接字端點可以被綁定到所有的系統網絡接口。
注意：linux的man命令可以查看api的詳細說明，而且還有例子，也挺不錯的。
4. 建立連接
1> connect
如果處理的是面向連接的網絡服務(SOCK_STREAM或SOCK_SEQPACKET)，在開始交換數據前，需要在請求服務的進程套接字(客戶端)和提供服務的進程套接字(服務器)之間建立一個連接。使用connect.
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t len);
返回值：成功返回0，出錯返回-1
誒，這個參數好熟悉呀，和bind函數的參數一模一樣呀~
當client連接server時，由於一些原因，連接可能會失敗。可以使用指數補償的算法解決，瞭解一下即可。
2> listen
server調用listen來宣告可以接受連接請求：
#include <sys/socket.h>
Int listen(int sockfd, int backlog);
返回值：成功返回0，出錯返回-1
參數backlog提供了一個提示，用於表示該進程所要入隊的連接請求數量。其值由系統決定，但上限由<sys/socket.h>中SOMAXCONN指定。
一旦隊列滿，系統會拒絕多餘的連接請求。
3> accept
一旦服務器調用了listen，套接字就能接收連接請求。使用函數accept獲得連接請求並建立連接。
#include <sys/socket.h>
Int accept(int sockfd, struct sockaddr *restrict addr, socklen_t *restrict len);
返回值：成功返回文件(套接字)描述符，出錯返回-1
函數accept所返回的文件描述符是套接字描述符，該描述符連接到調用connect的客戶端。這個新的套接字描述符和原始套接字(sockfd)具有相同的套接字類型和地址族。傳給accept的原始套接字沒有關聯到這個連接，而是繼續保持可用狀態並接受其他連接請求。
如果不關心客戶端標識，可以將addr和len設置爲NULL,否則addr存放的是連接的客戶端的地址。
如果沒有連接請求等待處理，accept會阻塞直到有請求到來。另外server可以使用poll或select來等待一個請求的到來。
5. 數據傳輸
既然將套接字端點表示爲文件描述符，那麼只要建立連接，就可以使用read和write來通過套接字通信。read和write函數我幾乎不用，瞭解一下即可。
1> send
#include <sys/socket.h>
Int send(int sockfd, const void *buf, size_t nbytes, int flags);
返回值：成功返回發送的字節數，出錯返回-1
注意：如果send成功返回，並不一定並表示連接的另一端的進程接收數據。可以保證的是數據已經無誤的發送到網絡上。
標誌我一直用的是0
2> recv
#include <sys/socket.h>
int recv(int sockfd, const void *buf, size_t nbytes, int flags);
返回值：以字節計數的消息長度，若無可用消息或對方已經按序結束則返回0， 出錯返回-1
仍然一直是0
如果想定位發送者，可以使用recvfrom來得到數據發送者的源地址。
3> recvfrom
#include <sys/socket.h>
int recv(int sockfd, void *restrict buf, size_t len, int flag,
struct sockaddr *restrict addr,
socklen_t *restrict len);
返回值：以字節計數的消息長度，若無可用消息或對方已經按序結束則返回0， 出錯返回-1
因爲可以獲得發送者的地址，recvfrom通常用於無連接套接字。否則，recvfrom等同於recv。
二、 小結
這裏面再提一個帶外數據，感興趣的同志可以自行百度。
之前寫過一個server和client的例子，連接如下，可對應本文做對比閱讀。
Linux Socket Server 與 Client 例子
個人覺得這只是套接字的入門，如果一個服務器要連接多個客戶端呢？以後有機會和大家一起分享下select的套接字用法。
思考：畢業後的學習與在學校的學習有什麼區別呢 ？
