Unix/Linux编程：UDS 流（Stream）

〇、前言

socket 是一种 IPC （Inter-Process Communication，进程间通信）方法，它允许位于同一主机（计算机）或使用网络连接起来的不同主机上的应用程序之间交换数据。通过使用Socket，开发人员可以创建网络应用程序，使其能够通过网络进行数据交换和通信。

Socket API通常用于基于TCP/IP协议栈的网络通信，但也可以用于其他网络协议。它提供了一组函数和数据结构，允许应用程序创建、连接、发送和接收数据，并管理网络连接。

Socket API的使用通常涉及以下几个步骤：

  • 创建Socket：使用socket()函数创建一个Socket对象，该函数指定了协议族（例如，IPv4、IPv6）和Socket类型（例如，流式Socket或数据报Socket）。
  • 绑定Socket：对于服务器应用程序，需要使用bind()函数将Socket绑定到一个特定的IP地址和端口号。
  • 监听连接请求（可选）：对于服务器应用程序，可以使用listen()函数开始监听传入的连接请求。
  • 接受连接请求（可选）：对于服务器应用程序，使用accept()函数接受传入的连接请求，并创建一个新的Socket对象来处理与客户端的通信。

对于客户端：

  • 建立连接（可选）：对于客户端应用程序，使用connect()函数与服务器建立连接。
  • 发送和接收数据：使用send()函数将数据发送到远程主机，使用recv()函数从远程主机接收数据。
  • 关闭Socket：使用close()函数关闭Socket连接。

这只是Socket编程的基本概念和步骤，具体的使用方法和函数会根据编程语言和操作系统而有所不同。常见的编程语言，如C、C++、Java和Python，都提供了相应的Socket API库，使开发人员能够使用Socket进行网络编程。

通过Socket编程，应用程序可以实现客户端-服务器模型，建立网络通信、传输数据和实现各种网络应用，如Web服务器、聊天应用、文件传输等。

流程图如下：

在这里插入图片描述

本文将会写一个简单的、基本的服务器和客户端，并且成功让两者通信，平台为mac M1。

一、地址结构

对于各种 socket domain 都需要定义一个不同的结构类型来存储socket地址。然而由于诸如bind()之类的系统调用适用于所有 socket domain ， 因此它们必须要能够接受任意类型的地址结构。为支持这种行为，socket API 定义了一个通用 的地址结构 struct sockaddr。这个类型的唯一用途是将各种 domain 特定的地址结构转换成单个类型以供 socket 系统调用中的各个参数使用。sockaddr 结构通常被定义成如下所示的结构：·

struct  sockaddr_un {unsigned char   sun_len;        /* sockaddr len including null */sa_family_t     sun_family;     /* [XSI] AF_UNIX */char            sun_path[104];  /* [XSI] path name (gag) */
};

因此，服务器中首先得创建一个 socket，并做好准备工作以及初始化：

#define BACKLOG 5
#define SV_SOCK_PATH "/tmp/us_xfr"
#define BUF_SIZE 100struct sockaddr_un addr;int sfd, cfd;ssize_t numRead;char buf[BUF_SIZE];// 创建一个 socketsfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);if (sfd == -1) {perror("socket");exit(EXIT_FAILURE);}// 对这个长度是有规定的if (strlen(SV_SOCK_PATH) > sizeof(addr.sun_path) - 1) {printf("Server socket path too long: %s", SV_SOCK_PATH);exit(EXIT_FAILURE);}// 绑定之前，先将这个文件删除了，因为如果它存在的话，说明已经被绑定到了其它 socket 上if (remove(SV_SOCK_PATH) == -1 && errno != ENOENT) {printf("remove-%s", SV_SOCK_PATH);exit(EXIT_FAILURE);}// 初始化 socketmemset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_un));addr.sun_family = AF_UNIX;strncpy(addr.sun_path, SV_SOCK_PATH, sizeof(addr.sun_path) - 1);

二、绑定地址

在Socket编程中，bind()函数用于将一个特定的网络地址或者本地地址绑定到一个Socket对象上。这个绑定操作指定了Socket要使用的本地网络地址和端口，使得其他进程可以通过这个地址和端口与该Socket进行通信。

bind() 函数的原型如下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
  • sockfd：Socket文件描述符，表示要进行绑定的Socket对象。
  • addr：指向struct sockaddr类型的指针，包含要绑定的本地地址信息。
  • addrlen：addr结构体的大小。

以下是一个绑定网络地址的例子：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>int main() {// ipv4int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);struct sockaddr_in addr;// 初始化addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_port = htons(8080);addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == 0) {printf("Socket绑定成功\n");} else {perror("Socket绑定失败\n");}return 0;
}

三、监听：listen()

在Socket编程中，listen()函数用于将一个已绑定的Socket对象标记为被动状态，以便它可以开始监听传入的连接请求。listen()函数告知操作系统，该Socket将用于接受传入的连接，从而创建一个服务器端的Socket。
listen() 函数定义如下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>int listen(int sockfd, int backlog);
  • sockfd：Socket文件描述符，表示要监听的Socket对象。
  • backlog：等待连接队列的最大长度。

在调用listen() 函数时，需要提供一个已绑定的Socket对象，并指定等待连接队列的最大长度。等待连接队列是一个存储传入连接请求的缓冲区，如果该队列已满，新的连接请求将被拒绝。

四、请求链接：connect()

当服务器在 listen()的时候，这时候就可以由客户端发起链接请求。在Socket编程中，connect()函数用于建立客户端与服务器之间的连接。通过connect()函数，客户端可以向特定的服务器地址和端口发起连接请求，以便进行数据交换和通信。
以下是connect() 的原型：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
  • sockfd：Socket文件描述符，表示要进行连接的Socket对象。
  • addr：指向struct sockaddr类型的指针，包含要连接的服务器地址信息。
  • addrlen：addr结构体的大小。

在调用connect() 函数时，需要传递一个struct sockaddr结构体指针作为参数，其中包含要连接的服务器地址信息。具体的地址信息结构体取决于使用的网络协议族，例如struct sockaddr_in用于IPv4地址。
以下是一个连接网络地址的示例：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>int main() {int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);struct sockaddr_in server_addr;server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_port = htons(8080);server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) == 0) {printf("成功与服务器建立连接\n");} else {perror("连接失败");}return 0;
}

需要注意的是，connect() 函数是一个阻塞调用，它会阻塞当前进程，直到连接建立成功或失败。如果连接成功建立，客户端就可以通过Socket与服务器进行数据交换。

五、接受链接请求：accept()

在Socket编程中，accept()函数用于服务器端接受客户端的连接请求，并创建一个新的Socket对象来与客户端进行通信。accept()函数在服务器端被调用，用于接受传入的连接请求，并返回一个新的Socket文件描述符，以便与客户端进行数据交换。
这里需要格外理解的是，如果在 accept()之前，没有客户端请求 connect()（未决的请求），那么服务端就会阻塞，直到有请求链接 connect()。accept()会创建一个新的 socket，并将这个新的 socket 替换为原来的 socket，这样原来的 socket 就可以一直处在监听状态！

accept()函数的原型如下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
  • sockfd：Socket文件描述符，表示要接受连接请求的Socket对象；
  • addr：指向struct sockaddr类型的指针，用于存储客户端的地址信息；
  • addrlen：指向socklen_t类型的指针，用于存储addr结构体的大小。

六、关闭：close()

在Socket编程中，close()函数用于关闭一个打开的Socket连接或文件描述符。在网络编程中，close()函数用于关闭与对方主机的连接或者释放已创建的Socket对象。

close()函数的原型如下：

#include <unistd.h>
int close(int sockfd);
  • sockfd：Socket文件描述符或者文件描述符，表示要关闭的连接或文件。

在调用close()函数时，需要提供要关闭的Socket文件描述符或文件的文件描述符。close()函数将关闭指定的连接或文件，并释放相关的资源。

七、一个服务端的例子

这里会展示一个服务端的例子，这个例子给出了基本的创建方式和功能：

#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <zconf.h>#define BACKLOG 5
#define SV_SOCK_PATH "/tmp/us_xfr"
#define BUF_SIZE 100
int main(int argc, char *argv[]) {struct sockaddr_un addr;int sfd, cfd;ssize_t numRead;char buf[BUF_SIZE];// 创建一个 socketsfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);if (sfd == -1) {perror("socket");exit(EXIT_FAILURE);}// 对这个长度是有规定的if (strlen(SV_SOCK_PATH) > sizeof(addr.sun_path) - 1) {printf("Server socket path too long: %s", SV_SOCK_PATH);exit(EXIT_FAILURE);}// 删除所有与路径名一致的既有文件，这样才能将 socket 绑定到这个路径名上if (remove(SV_SOCK_PATH) == -1 && errno != ENOENT) {printf("remove-%s", SV_SOCK_PATH);exit(EXIT_FAILURE);}// 初始化 socketmemset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_un));addr.sun_family = AF_UNIX;strncpy(addr.sun_path, SV_SOCK_PATH, sizeof(addr.sun_path) - 1);//将 socket 绑定到该地址上if (bind(sfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(struct sockaddr_un)) == -1) {printf("bind");exit(EXIT_FAILURE);}// 将这个 socket 标记为监听 socket。if (listen(sfd, BACKLOG) == -1) {printf("listen");exit(EXIT_FAILURE);}// 执行一个无限循环来处理进入的客户端请求。每次循环迭代执行下列任务for (;;) { // 接受一个连接，为该连接获取一个新 socket cfdcfd = accept(sfd, NULL, NULL);if (cfd == -1) {printf("accept");exit(EXIT_FAILURE);}//从已连接的 socket 中读取所有数据并将这些数据写入到标准输出中while ((numRead = read(cfd, buf, BUF_SIZE)) > 0)if (write(STDOUT_FILENO, buf, numRead) != numRead) {printf("partial/failed write");exit(EXIT_FAILURE);}if (numRead == -1) {printf("read");exit(EXIT_FAILURE);}// 关闭已连接的 socket cfdif (close(cfd) == -1) {printf("close");exit(EXIT_FAILURE);}}
}

这里需要注意的是：服务端在处理字符的时候，用了系统调用 read()和 write()，其中 read()从 cfd 中读取了某些字符存储到 buf 中；而 write()则是将 buff 中的数据写入到STDOUT_FILENO中，STDOUT_FILENO为标准输出，通常用文件描述符 1 表示，标准错误通常用文件描述符 2 表示，标准输入通常用文件描述符 0 表示。

八、一个客户端的例子

// us_xfr.h
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <zconf.h>#define BACKLOG 5
#define SV_SOCK_PATH "/tmp/us_xfr"
#define BUF_SIZE 100
int main(int argc, char *argv[]) {struct sockaddr_un addr;int sfd;ssize_t numRead;char buf[BUF_SIZE];sfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0); /* Create client socket */if (sfd == -1) {perror("socket");exit(EXIT_FAILURE);}// 初始化memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_un));addr.sun_family = AF_UNIX;strncpy(addr.sun_path, SV_SOCK_PATH, sizeof(addr.sun_path) - 1);if (connect(sfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(struct sockaddr_un)) ==-1) {perror("connect");exit(EXIT_FAILURE);}/* Copy stdin to socket */while ((numRead = read(STDIN_FILENO, buf, BUF_SIZE)) > 0)if (write(sfd, buf, numRead) != numRead) {printf("partial/failed write");exit(EXIT_FAILURE);}if (numRead == -1) {printf("read");exit(EXIT_FAILURE);}exit(EXIT_SUCCESS); /* Closes our socket; server sees EOF */
}

九、启动客户端和服务端，并进行通信

编译，运行服务端：

(base) ***@shenjian Test % gcc 1.c -o server
(base) ***@shenjian Test % gcc 2.c -o client
./server

在另一个窗口运行客户端：

./client
hello

结果在服务端成功地接收到了客户端发来的消息hello:

(base) ***@shenjian Test % ./server         
hello

这就是一个简单的UDS 例子了，全文完，感谢阅读。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.hqwc.cn/news/339.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

解决不允许一个用户使用一个以上用户名与一个服务器或共享资源的多重连接的问题

解决不允许一个用户使用一个以上用户名与一个服务器或共享资源的多重连接的问题

问题概述&#xff1a; 用windows server 2012 r2 vl x64搭了个文件服务器&#xff0c;在使用时有个问题&#xff0c;老是用户登录有问题&#xff0c;提示“不允许一个用户使用一个以上用户名与一个服务器或共享资源的多重连接”。出现的原因不详&#xff0c;网上也没查到合理的…
阅读更多...
路由器的工作原理详解

路由器的工作原理详解

什么叫路由&#xff1f; 路由器的英文是 Router&#xff0c;也就是「找路的工具」。找什么路&#xff1f;寻找各个网络节点之间的路。 换句话说&#xff0c;路由器就像是快递中转站&#xff0c;包裹会经过一个个的中转站&#xff0c;从遥远的地方寄到你家附近&#xff0c;数据…
阅读更多...
基于深度学习的高精度袋鼠检测识别系统（PyTorch+Pyside6+YOLOv5模型）

基于深度学习的高精度袋鼠检测识别系统（PyTorch+Pyside6+YOLOv5模型）

摘要&#xff1a;基于深度学习的高精度袋鼠检测识别系统可用于日常生活中或野外来检测与定位袋鼠目标&#xff0c;利用深度学习算法可实现图片、视频、摄像头等方式的袋鼠目标检测识别&#xff0c;另外支持结果可视化与图片或视频检测结果的导出。本系统采用YOLOv5目标检测模型…
阅读更多...
【软件开发】MyBatis 理论篇

【软件开发】MyBatis 理论篇

MyBatis 理论篇 1.MyBatis 是什么&#xff1f; MyBatis 是一个半 ORM&#xff08;对象关系映射&#xff09;框架&#xff0c;它内部封装了 JDBC&#xff0c;开发时只需要关注 SQL 语句本身&#xff0c;不需要花费精力去处理加载驱动、创建连接、创建 statement 等繁杂的过程。…
阅读更多...
【机器学习】sklearn数据集的使用，数据集的获取和划分

【机器学习】sklearn数据集的使用，数据集的获取和划分

「作者主页」&#xff1a;士别三日wyx 「作者简介」&#xff1a;CSDN top100、阿里云博客专家、华为云享专家、网络安全领域优质创作者 「推荐专栏」&#xff1a;对网络安全感兴趣的小伙伴可以关注专栏《网络安全入门到精通》 sklearn数据集 二、安装sklearn二、获取数据集三、…
阅读更多...
用Docker部署Nginx

用Docker部署Nginx

部署步骤&#xff1a; 1.拉取镜像 docker pull nginx 2.创建并进入容器 docker run -d --name nginx01 -p 3344:80 nginx #注意nginx01是起的名字&#xff0c;3344是公网访问的端口&#xff0c;80是Nginx的默认端口 3.启动Nginx curl localhost:3344 4.在我的windows系统访…
阅读更多...
(贪心) 1221. 分割平衡字符串 ——【Leetcode每日一题】

(贪心) 1221. 分割平衡字符串 ——【Leetcode每日一题】

❓ 1221. 分割平衡字符串 难度&#xff1a;简单 平衡字符串 中&#xff0c;L 和 R 字符的数量是相同的。 给你一个平衡字符串 s&#xff0c;请你将它分割成尽可能多的子字符串&#xff0c;并满足&#xff1a; 每个子字符串都是平衡字符串。 返回可以通过分割得到的平衡字符…
阅读更多...
【杨宗宝】Cocos Creator 3.x : 你们要的Label3D来了（升级版）

【杨宗宝】Cocos Creator 3.x : 你们要的Label3D来了（升级版）

前沿 宗宝我又回来了&#xff0c;本次给大家带来的分享是基于之前Label3d的升级版&#xff1b;在上次发布了Lable3d的功能后&#xff0c;大家在使用的过程中多多少少的会发现各种问题&#xff1a;微信小游戏真机不显示&#xff0c;字体如何实现描边&#xff0c;引擎版本升级后…
阅读更多...
本地部署开源大模型的完整教程：LangChain + Streamlit+ Llama

本地部署开源大模型的完整教程：LangChain + Streamlit+ Llama

在过去的几个月里&#xff0c;大型语言模型(llm)获得了极大的关注&#xff0c;这些模型创造了令人兴奋的前景&#xff0c;特别是对于从事聊天机器人、个人助理和内容创作的开发人员。 大型语言模型(llm)是指能够生成与人类语言非常相似的文本并以自然方式理解提示的机器学习模型…
阅读更多...
【Java】JVM学习（四）

【Java】JVM学习（四）

对象的分配 JVM中对象的创建过程 对象的内存分配 虚拟机遇到一条new指令时&#xff0c;首先检查是否被类加载器加载&#xff0c;如果没有&#xff0c;那必须先执行相应的类加载过程。 类加载就是把class加载到JVM的运行时数据区的过程。 1&#xff09;检查加载 首先检查这…
阅读更多...
低功耗蓝牙OM6621EM 兼容Nordic 51系列2.4G私有协议

低功耗蓝牙OM6621EM 兼容Nordic 51系列2.4G私有协议

OM6621EM是一个功率优化的系统(SOC).解决蓝牙低功耗和专有的2.4 ghz应用。它集成了一个高具有蓝牙基带和丰富外设的低功耗射频收发器I0扩展。OM6621EM还集成了电源管理单元(PMU)来提供高效的电源管理。它的目标是2.4GHz低功耗蓝牙系统&#xff0c;专有的2.4 ghz系统&#xff0c…
阅读更多...
LLM大模型应用开发的本地环境搭建

LLM大模型应用开发的本地环境搭建

尽管 ChatGPT 仍然很受欢迎&#xff0c;但泄露的 Google 内部文件表明开源社区正在迎头赶上并取得重大突破。 我们现在能够在消费级 GPU 上运行大型 LLM 模型。 因此&#xff0c;如果你是一名开发人员&#xff0c;想要在本地环境中尝试这些 LLM 并用它构建一些应用程序&#x…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023