Socket通信的示例分析

网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为一个socket。 建立网络通信连接至少要一对端口号(socket)。socket本质是编程接口(API)，对TCP/IP的封装，TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口；HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式；Socket是发动机，提供了网络通信的能力。

socket通信方式是进程通信的一种,先列举一下进程通信的种类:1）管道：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程之间使用。进程的 亲缘关系通常是指父子进程关系。2）有名管道（FIFO）：有名管道也是半双工的通信方式，但是允许在没有亲缘关系的进程之间使用，管道是先进 先出的通信方式。3）信号量：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程 正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手 段。4）消息队列：消息队列是有消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息 少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。5）信号 ( sinal ) ：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。6）共享内存( shared memory) 共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制 如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。7）套接字( socket ) ：套接字也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同机器间的进程 通信。

对于socket来说可以用于不同机器间的进程通信,一般情况下使用socket比较多，常见的接口有socket、bind、listen、connect、accept、send、recv、close.这里不对具体函数的处理进行细说,只对某些细节进行描述。

1:对于服务端来函数调用的顺序是 socket –> bind –> listen ->accept

首先使用socket函数创建一个socket描述符,创建后可以使用setsockopt设置socket选项,常见选项:SO_REUSEPORT设置这个选项可以重复使用端口号,例如如果TCP连接处于TIME_WAIT状态,则在2MSL时间内无法重复使用这个端口 这样如果现在有服务器尝试 bind这个端口就会失败,使用这个选项就可以解决这个问题.TCP_NODELAY关闭TCP的Nagle,缺省情况下Nagle算法是使能的.

2:使用listen函数来侦听socket上的连接请求,函数原型是:

int listern(int sockfd ,int backlog)其中的第二个参数 backlog的作用是指定侦听socket最大未完成的连接个数，对于INET的TCP来说，server收到 来自客户端的连接请求后，为该连接请求新创建一个SOCKET，并且把该SOCKET放到接收连接的队列中；当连接建 立后，把新创建的SOCKET从接收队列中清除。如果在某种情况下应用层来不及调用accept()接收连接，而此时有 很多客户端在向server发起连接，就可能使server端接收连接队列无限增长，为防止这种情况，在listen函数中 指定对server端的SOCKET的接收队列长度的限制。默认值为128，设置大于128时实际取值128。如果server端的 接收连接的socket接收队列超过backLog的值，则新的连接请求被拒绝。

3:消息发送接收函数

TCP用send 和 recv：这是因为每个TCP都有一个连接，每次连接完成后，都会把连接的信息记录在socket中，这 样每次收发数据都知道对方和自己的IP地址还有端口号，无需再次指定。记录是发生在accept和connect调用完 成后。1）connect 调用因为只有一个socket连接，就记录在本地。2）而对于accept由于有多个连接，所以accept会返回一个socket对象，对应一个TCP连接，记录对应的IP和端口

UDP 利用 sendto() 和 recvfrom()1）recvfrom 会返回发送端的地址，这样对服务器来说，由于是UDP socket对象没有记录对应的IP和端口信息， 会需要使用用到改地址给客户端带来响应。对于客户端，由于每次始终是知道服务器IP地址和端口（和一个服务器交互），所以无需记录（除非UDP客户端 需要和多个服务器交互，需要一一记录，才能确保交互正确）2）sendto由于没有记录IP 和端口在 socket 对象中，所以每次都需要指定接受方地址，无论是客户端和服务器都需要用

4:socket与epoll结合使用

在进程通信中,经常使用socket与epoll相结合的方式处理连接请求和消息发送，首先服务器创建socket描述符, 使用bind绑定指定端口,并发起监听,然后将socket描述符放到epoll中,这样客户端的连接请求就可以由epoll来 通知socket服务端,如果有客户端的连接请求后,使用accept函数创建新的描述符,并将这个新的描述符放入epoll 中这个新的socket描述符是用来监听客户端发来的消息的,如果有消息可读,那么就可以死循环使用recv函数读取 消息,直到数据读完。