Socket编程原理概述
1 問題的引入?
UNIX系統(tǒng)的I/O命令集，是從Maltics和早期系統(tǒng)中的命令演變出來的，其模式為打開一讀/寫一關(guān)閉（open-write-read-close）。在一個用戶進程進行I/O操作時，它首先調(diào)用“打開”獲得對指定文件或設(shè)備的使用權(quán)，并返回稱為文件描述符的整型數(shù)，以描述用戶在打開的文件或設(shè)備上進行I/O操作的進程。然后這個用戶進程多次調(diào)用“讀/寫”以傳輸數(shù)據(jù)。當所有的傳輸操作完成后，用戶進程關(guān)閉調(diào)用，通知操作系統(tǒng)已經(jīng)完成了對某對象的使用。?
TCP/IP協(xié)議被集成到UNIX內(nèi)核中時，相當于在UNIX系統(tǒng)引入了一種新型的I/O操作。UNIX用戶進程與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的交互作用比用戶進程與傳統(tǒng)的I/O設(shè)備相互作用復(fù)雜得多。首先，進行網(wǎng)絡(luò)操作的兩個進程鑰紀紀同機器上，如何建立它們之間的聯(lián)系？其次，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議存在多種，如何建立一種通用機制以支持多種協(xié)議？這些都是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程界面所要解決的問題。?
在UNIX系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程界面有兩類：UNIX BSD的套接字（socket）和UNIX System V的TLI。由于Sun公司采用了支持TCP/IP的UNIX BSD操作系統(tǒng)，使TCP/IP的應(yīng)用有更大的發(fā)展，其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程界面──套接字（socket）在網(wǎng)絡(luò)軟件中被廣泛應(yīng)用，至今已引進微機操作系統(tǒng)DOS和Windows系統(tǒng)中，成為開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件的強有力工具，本章將要詳細討論這個問題。?
2 套接字編程基本概念?
在開始使用套接字編程之前，首先必須建立以下概念。?
2.1 網(wǎng)間進程通信?
進程通信的概念最初來源于單機系統(tǒng)。由于每個進程都在自己的地址范圍內(nèi)運行，為保證兩個相互通信的進程之間既互不干擾又協(xié)調(diào)一致工作，操作系統(tǒng)為進程通信提供了相應(yīng)設(shè)施，如UNIX BSD中的管道（pipe）、命名管道（named pipe）和軟中斷信號（signal），UNIX system V的消息（message）、共享存儲區(qū)（shared memory）和信號量（semaphore)等，但都僅限于用在本機進程之間通信。網(wǎng)間進程通信要解決的是不同主機進程間的相互通信問題（可把同機進程通信看作是其中的特例）。為此，首先要解決的是網(wǎng)間進程標識問題。同一主機上，不同進程可用進程號（process ID）唯一標識。但在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，各主機獨立分配的進程號不能唯一標識該進程。例如，主機A賦于某進程號5，在B機中也可以存在5號進程，因此，“5號進程”這句話就沒有意義了。?
其次，操作系統(tǒng)支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議眾多，不同協(xié)議的工作方式不同，地址格式也不同。因此，網(wǎng)間進程通信還要解決多重協(xié)議的識別問題。?
為了解決上述問題，TCP/IP協(xié)議引入了下列幾個概念。?
端口?
網(wǎng)絡(luò)中可以被命名和尋址的通信端口，是操作系統(tǒng)可分配的一種資源。?
按照OSI七層協(xié)議的描述，傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層在功能上的最大區(qū)別是傳輸層提供進程通信能力。從這個意義上講，網(wǎng)絡(luò)通信的最終地址就不僅僅是主機地址了，還包括可以描述進程的某種標識符。為此，TCP/IP協(xié)議提出了協(xié)議端口（protocol port，簡稱端口）的概念，用于標識通信的進程。?
端口是一種抽象的軟件結(jié)構(gòu)（包括一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和I/O緩沖區(qū)）。應(yīng)用程序（即進程）通過系統(tǒng)調(diào)用與某端口建立連接（binding）后，傳輸層傳給該端口的數(shù)據(jù)都被相應(yīng)進程所接收，相應(yīng)進程發(fā)給傳輸層的數(shù)據(jù)都通過該端口輸出。在TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn)中，端靠紀紀作類似于一般的I/O操作，進程獲取一個端口，相當于獲取本地唯一的I/O文件，可以用一般的讀寫原語訪問之。?
類似于文件描述符，每個端口都擁有一個叫端口號（port number）的整數(shù)型標識符，用于區(qū)別不同端口。由于TCP/IP傳輸層的兩個協(xié)議TCP和UDP是完全獨立的兩個軟件模塊，因此各自的端口號也相互獨立，如TCP有一個255號端口，UDP也可以有一個255號端口，二者并不沖突。?
端口號的分配是一個重要問題。有兩種基本分配方式：第一種叫全局分配，這是一種集中控制方式，由一個公認的中央機構(gòu)根據(jù)用戶需要進行統(tǒng)一分配，并將結(jié)果公布于眾。第二種是本地分配，又稱動態(tài)連接，即進程需要訪問傳輸層服務(wù)時，向本地操作系統(tǒng)提出申請，操作系統(tǒng)返回一個本地唯一的端口號，進程再通過合適的系統(tǒng)調(diào)用將自己與該端口號聯(lián)系起來（綁扎）。TCP/IP端口號的分配中綜合了上述兩種方式。TCP/IP將端口號分為兩部分，少量的作為保留端口，以全局方式分配給服務(wù)進程。因此，每一個標準服務(wù)器都擁有一個全局公認的端口（即周知口，well-known port），即使鑰紀紀同機器上，其端口號也相同。剩余的為自由端口，以本地方式進行分配。TCP和UDP均規(guī)定，小于256的端口號才能作保留端口。?
地址?
網(wǎng)絡(luò)通信中通信的兩個進程分別鑰紀紀同的機器上。在互連網(wǎng)絡(luò)中，兩臺機器可能位涌紀紀同的網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備（網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)橋，路由器等）連接。因此需要三級尋址：?
1. 某一主機可與多個網(wǎng)絡(luò)相連，必須指定一特定網(wǎng)絡(luò)地址；?
2. 網(wǎng)絡(luò)上每一臺主機應(yīng)有其唯一的地址；?
3. 每一主機上的每一進程應(yīng)有在該主機上的唯一標識符。?
通常主機地址由網(wǎng)絡(luò)ID和主機ID組成，在TCP/IP協(xié)議中用32位整數(shù)值表示；TCP和UDP均使用16位端口號標識用戶進程。?
?
網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序?
不同的計算機存放多字節(jié)值的順序不同，有的機器在起始地址存放低位字節(jié)（低價先存），有的存高位字節(jié)（高價先存）。為保證數(shù)據(jù)的正確性，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中須指定網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。TCP/IP協(xié)議使用16位整數(shù)和32位整數(shù)的高價先存格式，它們均含在協(xié)議頭文件中。?
連接?
兩個進程間的通信鏈路稱為連接。連接在目紀紀表現(xiàn)為一些緩沖區(qū)和一組協(xié)議機制，在外部表現(xiàn)出比無連接高的可靠性。?
半相關(guān)?
綜上所述，網(wǎng)絡(luò)中用一個三元組可以在全局唯一標志一個進程：?
（協(xié)議，本地地址，本地端口號）?
這樣一個三元組，叫做一個半相關(guān)（half-association），它指定連接的每半部分。?
全相關(guān)?
一個完整的網(wǎng)間進程通信需要由兩個進程組成，并且只能使用同一種高層協(xié)議。也就是說，不可能通信的一端用TCP協(xié)議，而另一端用UDP協(xié)議。因此一個完整的網(wǎng)間通信需要一個五元組來標識：?
（協(xié)議，本地地址，本地端口號，遠地地址，遠地端口號）?
這樣一個五元組，叫做一個相關(guān)（association），即兩個協(xié)議相同的半相關(guān)才能組合成一個合適的相關(guān)，或完全指定組成一連接。?
2.2 服務(wù)方式?
在網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)中，各層之間是嚴格單向依賴的，各層次的分工和協(xié)作集中體現(xiàn)在相量紀紀之間的界面上?！胺?wù)”是描述相量紀紀之間關(guān)系的抽象概念，即網(wǎng)絡(luò)中各層向緊鄰上層提供的一組操作。下層是服務(wù)提供者，上層是請求服務(wù)的用戶。服務(wù)的表現(xiàn)形式是原語（primitive），如系統(tǒng)調(diào)用或庫函數(shù)。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)內(nèi)核向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序或高層協(xié)議提供的服務(wù)原語。網(wǎng)絡(luò)中的n層總要向n+1層提供比n-1層更完備的服務(wù)，否則n層就沒有存在的價值。?
在OSI的術(shù)語中，網(wǎng)絡(luò)層及其以下各層又稱為通信子網(wǎng)，只提供點到點通信，沒有程序或進程的概念。而傳輸層實現(xiàn)的是“端到端”通信，引進網(wǎng)間進程通信概念，同時也要解決差錯控制，流量控制，數(shù)據(jù)排序（報文排序），連接管理等問題，為此提供不同的服務(wù)方式：?
面向連接（虛電路）或無連接?
面向連接服務(wù)是電話系統(tǒng)服務(wù)模式的抽象，即每一次完整的數(shù)據(jù)傳輸都要經(jīng)過建立連接，使用連接，終止連接的過程。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，各數(shù)據(jù)分組不攜帶目的地址，而使用連接號（connect ID）。本質(zhì)上，連接是一個管道，收發(fā)數(shù)據(jù)不但順序一致，而且內(nèi)容相同。TCP協(xié)議提供面向連接的虛電路。?
無連接服務(wù)是郵政系統(tǒng)服務(wù)的抽象，每個分組都攜帶完整的目的地址，各分組在系統(tǒng)中獨立傳送。無連接服務(wù)不能保證分組的先后順序，不進行分組出錯的恢復(fù)與重傳，不保證傳輸?shù)目煽啃?。UDP協(xié)議提供無連接的數(shù)據(jù)報服務(wù)。?
下面給出這兩種服務(wù)的類型及應(yīng)用中的例子：?
服務(wù)類型?
服 務(wù)?
例 子?
面向連接?
可靠的報文流?
可靠的字節(jié)流?
不可靠的連接?
文件傳輸（FTP）?
遠程登錄（Telnet）?
數(shù)字話音?
無連接?
不可靠的數(shù)據(jù)報?
有確認的數(shù)據(jù)報?
請求－應(yīng)答?
電子郵件（E-mail）?
電子郵件中的掛號信?
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫查詢?
?
順序?
在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，兩個連續(xù)報文在端－端通信中可能經(jīng)過不同路徑，這樣到達目的地時的順序可能會與發(fā)送時不同。“順序”是指接收數(shù)據(jù)順序與發(fā)送數(shù)據(jù)順序相同。TCP協(xié)議提供這項服務(wù)。?
差錯控制?
保證應(yīng)用程序接收的數(shù)據(jù)無差錯的一種機制。檢查差錯的方法一般是采用檢驗“檢查和（Checksum）”的方法。而保證傳送無差錯的方法是雙方采用確認應(yīng)答技術(shù)。TCP協(xié)議提供這項服務(wù)。?
流控制?
在數(shù)據(jù)傳輸過程中控制數(shù)據(jù)傳輸速率的一種機制，以保證數(shù)據(jù)不被丟失。TCP協(xié)議提供這項服務(wù)。?
字節(jié)流?
字節(jié)流方式指的是僅把傳輸中的報文看作是一個字節(jié)序列，不提供數(shù)據(jù)流的任何邊界。TCP協(xié)議提供字節(jié)流服務(wù)。?
報文?
接收方要保存發(fā)送方的報文邊界。UDP協(xié)議提供報文服務(wù)。?
全雙工/半雙工?
端－端間數(shù)據(jù)同時以兩個方向/一個方向傳送。?
緩存/帶外數(shù)據(jù)?
在字節(jié)流服務(wù)中，由于沒有報文邊界，用戶進程在某一時刻可以讀或?qū)懭我鈹?shù)量的字節(jié)。為保證傳輸正確或采用有流控制的協(xié)議時，都要進行緩存。但對某些特殊的需求，如交互式應(yīng)用程序，又會要求取消這種緩存。?
在數(shù)據(jù)傳送過程中，希望不通過常規(guī)傳輸方式傳送給用戶以便及時處理的某一類信息，如UNIX系統(tǒng)的中斷鍵（Delete或Control-c）、終端流控制符（Control-s和Control-q），稱為帶外數(shù)據(jù)。邏輯上看，好象用戶進程使用了一個獨立的通道傳輸這些數(shù)據(jù)。該通道與每對連接的流相聯(lián)系。由于Berkeley Software Distribution中對帶外數(shù)據(jù)的實現(xiàn)與RFC 1122中規(guī)定的Host Agreement不一致,為了將互操作中的問題減到最小，應(yīng)用程序編寫者除非與現(xiàn)有服務(wù)互操作時要求帶外數(shù)據(jù)外，最好不使用它。?
2.3 客戶/服務(wù)器模式?
在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通信的兩個進程間相互作用的主要模式是客戶/服務(wù)器模式（Client/Server model），即客戶向服務(wù)器發(fā)出服務(wù)請求，服務(wù)器接收到請求后，提供相應(yīng)的服務(wù)。客戶/服務(wù)器模式的建立基于以下兩點：首先，建立網(wǎng)絡(luò)的起因是網(wǎng)絡(luò)中軟硬件資源、運算能力和信息不均等，需要共享，從而造就擁有眾多資源的主機提供服務(wù)，資源較少的客戶請求服務(wù)這一非對等作用。其次，網(wǎng)間進程通信完全是異步的，相互通信的進程間既不存在父子關(guān)系，又不共享內(nèi)存緩沖區(qū)，因此需要一種機制為希望通信的進程間建立聯(lián)系，為二者的數(shù)據(jù)交換提供同步，這就是基涌紀紀戶/服務(wù)器模式的TCP/IP。?
客戶/服務(wù)器模式鑰紀紀作過程中采取的是主動請求方式：?
首先服務(wù)器方要先啟動，并根據(jù)請求提供相應(yīng)服務(wù)：?
1. 打開一通信通道并告知本地主機，它愿意在某一公認地址上（周知口，如FTP為21）接收客戶請求；?
2. 等待客戶請求到達該端口；?
3. 接收到重復(fù)服務(wù)請求，處理該請求并發(fā)送應(yīng)答信號。接收到并發(fā)服務(wù)請求，要激活一新進程來處理這個客戶請求（如UNIX系統(tǒng)中用fork、exec）。新進程處理此客戶請求，并不需要對其它請求作出應(yīng)答。服務(wù)完成后，關(guān)閉此新進程與客戶的通信鏈路，并終止。?
4. 返回第二步，等待另一客戶請求。?
5. 關(guān)閉服務(wù)器?
客戶方：?
1. 打開一通信通道，并連接到服務(wù)器所在主機的特定端口；?
2. 向服務(wù)器發(fā)服務(wù)請求報文，等待并接收應(yīng)答；繼續(xù)提出請求......?
3. 請求結(jié)束后關(guān)閉通信通道并終止。?
從上面所描述過程可知：?
1. 客戶與服務(wù)器進程的作用是非對稱的，因此編碼不同。?
2. 服務(wù)進程一般是先涌紀紀戶請求而啟動的。只要系統(tǒng)運行，該服務(wù)進程一直存在，直到正?；驈娖冉K止。?
2.4 套接字類型?
TCP/IP的socket提供下列三種類型套接字。?
流式套接字（SOCK_STREAM）?
提供了一個面向連接、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)無差錯、無重復(fù)地發(fā)送，且按發(fā)送順序接收。內(nèi)設(shè)流量控制，避免數(shù)據(jù)流超限；數(shù)據(jù)被看作是字節(jié)流，無長度限制。文件傳送協(xié)議（FTP）即使用流式套接字。?
數(shù)據(jù)報式套接字（SOCK_DGRAM）?
提供了一個無連接服務(wù)。數(shù)據(jù)包以獨立包形式被發(fā)送，不提供無錯保證，
數(shù)據(jù)可能丟失或重復(fù)，并且接收順序混亂。網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）使用數(shù)據(jù)報式套接字。?
原始式套接字（SOCK_RAW）?
該接口允許對較低層協(xié)議，如IP、ICMP直接訪問。常用于檢驗新的協(xié)議實現(xiàn)或訪問現(xiàn)有服務(wù)中配置的新設(shè)備。?
3 基本套接字系統(tǒng)調(diào)用?
為了更好地說明套接字編程原理，下面給出幾個基本套接字系統(tǒng)調(diào)用說明。?
3.1 創(chuàng)建套接字──socket()?
應(yīng)用程序在使用套接字前，首先必須擁有一個套接字，系統(tǒng)調(diào)用socket()向應(yīng)用程序提供創(chuàng)建套接字的手段，其調(diào)用格式如下：?
SOCKET PASCAL FAR socket(int af, int type, int protocol);?
該調(diào)用要接收三個參數(shù)：af、type、protocol。參數(shù)af指定通信發(fā)生的區(qū)域，UNIX系統(tǒng)支持的地址族有：AF_UNIX、AF_INET、AF_NS等，而DOS、WINDOWS中僅支持AF_INET，它是網(wǎng)際網(wǎng)區(qū)域。因此，地址族與協(xié)議族相同。參數(shù)type 描述要建立的套接字的類型。參數(shù)protocol說明該套接字使用的特定協(xié)議，如果調(diào)用者不希望特別指定使用的協(xié)議，則置為0，使用默認的連接模式。根據(jù)這三個參數(shù)建立一個套接字，并將相應(yīng)的資源分配給它，同時返回一個整型套接字號。因此，socket()系統(tǒng)調(diào)用實際上指定了相關(guān)五元組中的“協(xié)議”這一元。?
有關(guān)socket()的詳細描述參看5.2.23。?
3.2 指定本地地址──bind()?
當一個套接字用socket()創(chuàng)建后，存在一個名字空間(地址族),但它沒有被命名。bind()將套接字地址（包括本地主機地址和本地端口地址）與所創(chuàng)建的套接字號聯(lián)系起來，即將名字賦予套接字，以指定本地半相關(guān)。其調(diào)用格式如下：?
int PASCAL FAR bind(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen);?
參數(shù)s是由socket()調(diào)用返回的并且未作連接的套接字描述符(套接字號)。參數(shù)name 是賦給套接字s的本地地址（名字），其長度可變，結(jié)構(gòu)隨通信域的不同而不同。namelen表明了name的長度。?
如果沒有錯誤發(fā)生，bind()返回0。否則返回值SOCKET_ERROR。?
地址在建立套接字通信過程中起著重要作用，作為一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計者對套接字地址結(jié)構(gòu)必須有明確認識。例如，UNIX BSD有一組描述套接字地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中使用TCP/IP協(xié)議的地址結(jié)構(gòu)為：?
struct?sockaddr_in{??short?sin_family;?/*AF_INET*/??
u_short?sin_port;?/*16位端口號，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序*/??
struct?in_addr?sin_addr;?/*32位IP地址，網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序*/??
char?sin_zero[8];?/*保留*/??
}??
有關(guān)bind()的詳細描述參看5.2.2。?
3.3 建立套接字連接──connect()與accept()?
這兩個系統(tǒng)調(diào)用用于完成一個完整相關(guān)的建立，其中connect()用于建立連接。無連接的套接字進程也可以調(diào)用connect()，但這時在進程之間沒有實際的報文交換，調(diào)用將從本地操作系統(tǒng)直接返回。這樣做的優(yōu)點是程序員不必為每一數(shù)據(jù)指定目的地址，而且如果收到的一個數(shù)據(jù)報，其目的端口未與任何套接字建立“連接”，便能判斷該端靠紀紀可操作。而accept()用于使服務(wù)器等待來自某客戶進程的實際連接。?
connect()的調(diào)用格式如下：?
int PASCAL FAR connect(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen);?
參數(shù)s是欲建立連接的本地套接字描述符。參數(shù)name指出說明對方套接字地址結(jié)構(gòu)的指針。對方套接字地址長度由namelen說明。?
如果沒有錯誤發(fā)生，connect()返回0。否則返回值SOCKET_ERROR。在面向連接的協(xié)議中，該調(diào)用導(dǎo)致本地系統(tǒng)和外部系統(tǒng)之間連接實際建立。?
由于地址族總被包含在套接字地址結(jié)構(gòu)的前兩個字節(jié)中，并通過socket()調(diào)用與某個協(xié)議族相關(guān)。因此bind()和connect()無須協(xié)議作為參數(shù)。?
有關(guān)connect()的詳細描述參看5.2.4。?
accept()的調(diào)用格式如下：?
SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s, struct sockaddr FAR* addr, int FAR* addrlen);?
參數(shù)s為本地套接字描述符，在用做accept()調(diào)用的參數(shù)前應(yīng)該先調(diào)用過listen()。addr 指向客戶方套接字地址結(jié)構(gòu)的指針，用來接收連接實體的地址。addr的確切格式由套接字創(chuàng)建時建立的地址族決定。addrlen 為客戶方套接字地址的長度（字節(jié)數(shù)）。如果沒有錯誤發(fā)生，accept()返回一個SOCKET類型的值，表示接收到的套接字的描述符。否則返回值INVALID_SOCKET。?
accept()用于面向連接服務(wù)器。參數(shù)addr和addrlen存放客戶方的地址信息。調(diào)用前，參數(shù)addr 指向一個初始值為空的地址結(jié)構(gòu)，而addrlen 的初始值為0；調(diào)用accept()后，服務(wù)器等待從編號為s的套接字上接受客戶連接請求，而連接請求是由客戶方的connect()調(diào)用發(fā)出的。當有連接請求到達時，accept()調(diào)用將請求連接隊列上的第一個客戶方套接字地址及長度放入addr 和addrlen，并創(chuàng)建一個與s有相同特性的新套接字號。新的套接字可用于處理服務(wù)器并發(fā)請求。?
有關(guān)accept()的詳細描述參看5.2.1。?
四個套接字系統(tǒng)調(diào)用，socket()、bind()、connect()、accept()，可以完成一個完全五元相關(guān)的建立。socket()指定五元組中的協(xié)議元，它的用法與是否為客戶或服務(wù)器、是否面向連接無關(guān)。bind()指定五元組中的本地二元，即本地主機地址和端口號，其用法與是否面向連接有關(guān)：在服務(wù)器方，無論是否面向連接，均要調(diào)用bind()；鑰紀紀戶方，若采用面向連接，則可以不調(diào)用bind()，而通過connect()自動完成。若采用無連接，客戶方必須使用bind()以獲得一個唯一的地址。?
以上討論僅對客戶/服務(wù)器模式而言，實際上套接字的使用是非常靈活的，唯一需遵循的原則是進程通信之前，必須建立完整的相關(guān)。?
3.4 監(jiān)聽連接──listen()?
此調(diào)用用于面向連接服務(wù)器，表明它愿意接收連接。listen()需在accept()之前調(diào)用，其調(diào)用格式如下：?
int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);?
參數(shù)s標識一個本地已建立、尚未連接的套接字號，服務(wù)器愿意從它上面接收請求。backlog表示請求連接隊列的最大長度，用于限制排隊請求的個數(shù)，目前允許的最大值為5。如果沒有錯誤發(fā)生，listen()返回0。否則它返回SOCKET_ERROR。?
listen()在執(zhí)行調(diào)用過程中可為沒有調(diào)用過bind()的套接字s完成所必須的連接，并建立長度為backlog的請求連接隊列。?
調(diào)用listen()是服務(wù)器接收一個連接請求的四個步驟中的第三步。它在調(diào)用socket()分配一個流套接字，且調(diào)用bind()給s賦于一個名字之后調(diào)用，而且一定要在accept()之前調(diào)用。?
有關(guān)listen()的詳細描述參看5.2.13。?
2.3節(jié)中提到鑰紀紀戶/服務(wù)器模式中，有兩種類型的服務(wù)：重復(fù)服務(wù)和并發(fā)服務(wù)。accept()調(diào)用為實現(xiàn)并發(fā)服務(wù)提供了極大方便，因為它要返回一個新的套接字號，其典型結(jié)構(gòu)為：?
int?initsockid,?newsockid;??if?((initsockid?=?socket(.))?<?0)??
error(“can’t?create?socket”);??
if?(bind(initsockid,.)?<?0)??
error(“bind?error”);??
if?(listen(initsockid?,?5)?<?0)??
error(“l(fā)isten?error”);??
for?(;?{??
newsockid?=?accept(initsockid,?)?/*?阻塞?*/??
if?(newsockid?<?0)??
error(“accept?error“);??
if?(fork()?==?0){?/*?子進程?*/??
closesocket(initsockid);??
do(newsockid);?/*?處理請求?*/??
exit(0);??
}??
closesocket(newsockid);?/*?父進程?*/??
}?
這段程序執(zhí)行的結(jié)果是newsockid與客戶的套接字建立相關(guān)，子進程啟動后，關(guān)閉繼承下來的主服務(wù)器的initsockid,并利用新的newsockid與客戶通信。主服務(wù)器的initsockid可繼續(xù)等待新的客戶連接請求。由于在Unix等搶先多任務(wù)系統(tǒng)中，在系統(tǒng)調(diào)度下，多個進程可以同時進行。因此，使用并發(fā)服務(wù)器可以使服務(wù)器進程在同一時間可以有多個子進程和不同的客戶程序連接、通信。鑰紀紀戶程序看來，服務(wù)器可以同時并發(fā)地處理多個客戶的請求，這就是并發(fā)服務(wù)器名稱的來由。?
面向連接服務(wù)器也可以是重復(fù)服務(wù)器，其結(jié)構(gòu)如下：?
int?initsockid,?newsockid;??if?((initsockid?=?socket(.))<0)??
error(“can’t?create?socket”);??
if?(bind(initsockid,.)<0)??
error(“bind?error”);??
if?(listen(initsockid,5)<0)??
error(“l(fā)isten?error”);??
for?(;?{??
newsockid?=?accept(initsockid,?)?/*?阻塞?*/??
if?(newsockid?<?0)??
error(“accept?error“);??
do(newsockid);?/*?處理請求?*/??
closesocket(newsockid);??
}
?
重復(fù)服務(wù)器在一個時間只能和一個客戶程序建立連接，它對多個客戶程序的處理是采用循環(huán)的方式重復(fù)進行，因此叫重復(fù)服務(wù)器。并發(fā)服務(wù)器和重復(fù)服務(wù)器各有利弊：并發(fā)服務(wù)器可以改善客戶程序的響應(yīng)速度，但它增加了系統(tǒng)調(diào)度的開銷；重復(fù)服務(wù)器正好與其相反，因此用戶在決定是使用并發(fā)服務(wù)器還是重復(fù)服務(wù)器時，要根據(jù)應(yīng)用的實際情考網(wǎng)考網(wǎng)來定。?
3.5 數(shù)據(jù)傳輸──send()與recv()?
當一個連接建立以后，就可以傳輸數(shù)據(jù)了。常用的系統(tǒng)調(diào)用有send()和recv()。?
send()調(diào)用用于鑰紀紀數(shù)s指定的已連接的數(shù)據(jù)報或流套接字上發(fā)送輸出數(shù)據(jù)，格式如下：?
int PASCAL FAR send(SOCKET s, const char FAR *buf, int len, int flags);?
參數(shù)s為已連接的本地套接字描述符。buf 指向存有發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)的指針，其長度由len 指定。flags 指定傳輸控制方式，如是否發(fā)送帶外數(shù)據(jù)等。如果沒有錯誤發(fā)生，send()返回總共發(fā)送的字節(jié)數(shù)。否則它返回SOCKET_ERROR。?
有關(guān)send()的詳細描述參看5.2.19。?
recv()調(diào)用用于鑰紀紀數(shù)s指定的已連接的數(shù)據(jù)報或流套接字上接收輸入數(shù)據(jù)，格式如下：?
int PASCAL FAR recv(SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags);?
參數(shù)s 為已連接的套接字描述符。buf指向接收輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針，其長度由len 指定。flags 指定傳輸控制方式，如是否接收帶外數(shù)據(jù)等。如果沒有錯誤發(fā)生，recv()返回總共接收的字節(jié)數(shù)。如果連接被關(guān)閉，返回0。否則它返回SOCKET_ERROR。?
有關(guān)recv()的詳細描述參看5.2.16。?
3.6 輸入/輸出多路復(fù)用──select()?
select()調(diào)用用來檢測一個或多個套接字的狀態(tài)。對每一個套接字來說，這個調(diào)用可以請求讀、寫或錯誤狀態(tài)方面的信息。請求給定狀態(tài)的套接字集合由一個fd_set結(jié)構(gòu)指示。在返回時，此結(jié)構(gòu)被更新，以反映那些滿足特定條件的套接字的子集，同時， select()調(diào)用返回滿足條件的套接字的數(shù)目，其調(diào)用格式如下：?
int PASCAL FAR select(int nfds, fd_set FAR * readfds, fd_set FAR * writefds, fd_set FAR * exceptfds, const struct timeval FAR * timeout);?
參數(shù)nfds指明被檢查的套接字描述符的值域，此變量一般被忽略。?
參數(shù)readfds指向要做讀檢測的套接字描述符集合的指針，調(diào)用者希望從中讀取數(shù)據(jù)。參數(shù)writefds 指向要做寫檢測的套接字描述符集合的指針。exceptfds指向要檢測是否出錯的套接字描述符集合的指針。timeout指向select()函數(shù)等待的最大時間，如果設(shè)為NULL則為阻塞操作。select()返回包含在fd_set結(jié)構(gòu)中已準備好的套接字描述符的總數(shù)目，或者是發(fā)生錯誤則返回SOCKET_ERROR。?
有關(guān)select()的詳細描述參看5.2.18。?
3.7 關(guān)閉套接字──closesocket()?
closesocket()關(guān)閉套接字s，并釋放分配給該套接字的資源；如果s涉及一個打開的TCP連接，則該連接被釋放。closesocket()的調(diào)用格式如下：?
BOOL PASCAL FAR closesocket(SOCKET s);?
參數(shù)s待關(guān)閉的套接字描述符。如果沒有錯誤發(fā)生，closesocket()返回0。否則返回值SOCKET_ERROR。?
有關(guān)closesocket()的詳細描述參看5.2.3。?
2.4 典型套接字調(diào)用過程舉例?
如前所述，TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用一般采用客戶/服務(wù)器模式，因此在實際應(yīng)用中，必須有客戶和服務(wù)器兩個進程，并且首先啟動服務(wù)器，其系統(tǒng)調(diào)用時序圖如下。?
面向連接的協(xié)議（如TCP）的套接字系統(tǒng)調(diào)用如圖2.1所示：?
服務(wù)器必須首先啟動，直到它執(zhí)行完accept()調(diào)用，進入等待狀態(tài)后，方能接收客戶請求。假如客戶在此前啟動，則connect()將返回出錯代碼，連接不成功。?
圖2.1 面向連接的套接字系統(tǒng)調(diào)用時序圖?
無連接協(xié)議的套接字調(diào)用如圖2.2所示：?
圖2.2 無連接協(xié)議的套接字調(diào)用時序圖?
無連接服務(wù)器也必須先啟動，否則客戶請求傳不到服務(wù)進程。無連接客戶不調(diào)用connect()。因此在數(shù)據(jù)發(fā)送之前，客戶與服務(wù)器之間尚未建立完全相關(guān)，但各自通過socket()和bind()建立了半相關(guān)。發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送方除指定本地套接字號外，還需指定接收方套接字號，從而在數(shù)據(jù)收發(fā)過程中動態(tài)地建立了全相關(guān)。?
?
實例?
本實例使用面向連接協(xié)議的客戶/服務(wù)器模式，其流程如圖2.3所示：?
圖2.3 面向連接的應(yīng)用程序流程圖?
服務(wù)器方程序：?
#include??
#include??
#define?TRUE?1??
/*?這個程序建立一個套接字，然后開始無限循環(huán)；每當它通過循環(huán)接收到一個連接，則打印出一個信息。當連接斷開，或接收到終止信息，則此連接結(jié)束，程序再接收一個新的連接。命令行的格式是：streams?*/??
main(?)??
{??
int?sock,?length;??
struct?sockaddr_in?server;??
struct?sockaddr?tcpaddr;??
int?msgsock;??
char?buf[1024];??
int?rval,?len;??
/*?建立套接字?*/??
sock?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?0);??
if?(sock?<?0)?{??
perror(“opening?stream?socket”);??
exit(1);??
}??
/*?使用任意端口命名套接字?*/??
server.sin_family?=?AF_INET;??
server.sin_port?=?INADDR_ANY;??
if?(bind(sock,?(struct?sockaddr?*)&server,?sizeof(server))?<?0)?{??
perror(“binding?stream?socket”);??
exit(1);??
}??
/*?找出指定的端口號并打印出來?*/??
length?=?sizeof(server);??
if?(getsockname(sock,?(struct?sockaddr?*)&server,?&length)?<?0)?{??
perror(“getting?socket?name”);??
exit(1);??
}??
printf(“socket?port?#%d\n”,?ntohs(server.sin_port));??
/*?開始接收連接?*/??
listen(sock,?5);??
len?=?sizeof(struct?sockaddr);??
do?{??
msgsock?=?accept(sock,?(struct?sockaddr?*)&tcpaddr,?(int?*)&len);??
if?(msgsock?==?-1)??
perror(“accept”);??
else?do{??
memset(buf,?0,?sizeof(buf));??
if?((rval?=?recv(msgsock,?buf,?1024))?<?0)??
perror(“reading?stream?message”);??
if?(rval?==?0)??
printf(“ending?connection?\n”);??
else??
printf(“-->;%s\n”,?buf);??
}while?(rval?!=?0);??
closesocket(msgsock);??
}?while?(TRUE);??
/*?因為這個程序已經(jīng)有了一個無限循環(huán)，所以套接字“sock”從來不顯式關(guān)閉。然而，當進程被殺死或正常終止時，所有套接字都將自動地被關(guān)閉。*/??
exit(0);??
}??
客戶方程序：??
/*?File?Name:?streamc.c?*/??
#include??
#include??
#define?DATA?“half?a?league,?half?a?league?”??
/*?這個程序建立套接字，然后與命令行給出的套接字連接；連接結(jié)束時，在連接上發(fā)送??
一個消息，然后關(guān)閉套接字。命令行的格式是：streamc?主機名?端口號??
端口號要與服務(wù)器程序的端口號相同?*/??
main(argc,?argv)??
int?argc;??
char?*argv[?];??
{??
int?sock;??
struct?sockaddr_in?server;??
struct?hostent?*hp,?*gethostbyname(?);??
char?buf[1024];??
/*?建立套接字?*/??
sock?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?0);??
if?(sock?<?0)?{??
perror(“opening?stream?socket”);??
exit(1);??
}??
/*?使用命令行中指定的名字連接套接字?*/??
server.sin_family?=?AF_INET;??
hp?=?gethostbyname(argv[1]);??
if?(hp?==?0)?{??
fprintf(stderr,?“%s:?unknown?host?\n”,?argv[1]);??
exit(2);??
}??
memcpy((char*)&server.sin_addr,?(char*)hp->;h_addr,?hp->;h_length);??
sever.sin_port?=?htons(atoi(argv[2]));??
if?(connect(sock,?(struct?sockaddr*)&server,?sizeof(server))?<?0)?{??
perror(“connecting?stream?socket”);??
exit(3);??
}??
if?(send(sock,?DATA,?sizeof(DATA))?<?0)??
perror(“sending?on?stream?socket”);??
closesocket(sock);??
exit(0);??
}
?
2.5 一個通用的實例程序?
在上一節(jié)中，我們介紹了一個簡單的socket程序?qū)嵗?。從這個例子我們可以看出，使用socket編程幾乎有一個模式，即所有的程序幾乎毫無例外地按相同的順序調(diào)用相同的函數(shù)。因此我們可以設(shè)想，設(shè)計一個中間層，它向上提供幾個簡單的函數(shù)，程序只要調(diào)用這幾個函數(shù)就可以實現(xiàn)普通情考網(wǎng)考網(wǎng)下的數(shù)據(jù)傳輸，程序設(shè)計者不必太多地關(guān)心socket程序設(shè)計的細節(jié)。?
本節(jié)我們將介紹一個通用的網(wǎng)絡(luò)程序接口，它向上層提供幾個簡單的函數(shù)，程序設(shè)計者只要使用這幾個函數(shù)就可以完成絕大多數(shù)情考網(wǎng)考網(wǎng)下的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。這些函數(shù)將socket編程和上層隔離開來，它使用面向連接的流式套接字，采用非阻塞的工作機制，程序只要調(diào)用這些函數(shù)查詢網(wǎng)絡(luò)消息并作出相應(yīng)的響應(yīng)即可。這些函數(shù)包括：?
l InitSocketsStruct：初始化socket結(jié)構(gòu)，獲取服務(wù)端口號?？蛻舫绦蚴褂?。?
l InitPassiveSock：初始化socket結(jié)構(gòu)，獲取服務(wù)端口號，建立主套接字。服務(wù)器程序使用。?
l CloseMainSock：關(guān)閉主套接字。服務(wù)器程序使用。?
l CreateConnection：建立連接?？蛻舫绦蚴褂?。?
l AcceptConnection：接收連接。服務(wù)器程序使用。?
l CloseConnection：關(guān)閉連接。?
l QuerySocketsMsg：查詢套接字消息。?
l SendPacket：發(fā)送數(shù)據(jù)。?
l RecvPacket：接收數(shù)據(jù)。?
2.5.1 頭文件?
/*?File?Name:?tcpsock.h?*/??/*?頭文件包括socket程序經(jīng)常用到的系統(tǒng)頭文件（本例中給出的是SCO?Unix下的頭文件，其它版本的Unix的頭文件可能略有不同），并定義了我們自己的兩個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其實例變量，以及我們提供的函數(shù)說明。*/??
#include??
#include??
#include??
#include??
#include??
#include??
#include??
#include??
#include??
#include??
#include??
#include??
#include??
#include??
#include??
typedef?struct?SocketsMsg{?/*?套接字消息結(jié)構(gòu)?*/??
int?AcceptNum;?/*?指示是否有外來連接等待接收?*/??
int?ReadNum;?/*?有外來數(shù)據(jù)等待讀取的連接數(shù)?*/??
int?ReadQueue[32];?/*?有外來數(shù)據(jù)等待讀取的連接隊列?*/??
int?WriteNum;?/*?可以發(fā)送數(shù)據(jù)的連接數(shù)?*/??
int?WriteQueue[32];?/*?可以發(fā)送數(shù)據(jù)的連接隊列?*/??
int?ExceptNum;?/*?有例外的連接數(shù)?*/??
int?ExceptQueue[32];?/*?有例外的連接隊列?*/??
}?SocketsMsg;??
typedef?struct?Sockets?{?/*?套接字結(jié)構(gòu)?*/??
int?DaemonSock;?/*?主套接字?*/??
int?SockNum;?/*?數(shù)據(jù)套接字數(shù)目?*/??
int?Sockets[64];?/*?數(shù)據(jù)套接字數(shù)組?*/??
fd_set?readfds,?writefds,?exceptfds;?/*?要被檢測的可讀、可寫、例外的套接字集合?*/??
int?Port;?/*?端口號?*/??
}?Sockets;??
Sockets?Mysock;?/*?全局變量?*/??
SocketsMsg?SockMsg;??
int?InitSocketsStruct(char?*?servicename)?;??
int?InitPassiveSock(char?*?servicename)?;??
void?CloseMainSock();??
int?CreateConnection(struct?in_addr?*sin_addr);??
int?AcceptConnection(struct?in_addr?*IPaddr);??
int?CloseConnection(int?Sockno);??
int?QuerySocketsMsg();??
int?SendPacket(int?Sockno,?void?*buf,?int?len);??
int?RecvPacket(int?Sockno,?void?*buf,?int?size);??
2.5.2?函數(shù)源文件??
/*?File?Name:?tcpsock.c?*/??
/*?本文件給出九個函數(shù)的源代碼，其中部分地方給出中文注釋?*/??
#include?"tcpsock.h"??
int?InitSocketsStruct(char?*?servicename)??
/*?Initialize?Sockets?structure.?If?succeed?then?return?1,?else?return?error?code?(<0)?*/??
/*?此函數(shù)用于只需要主動套接字的客戶程序，它用來獲取服務(wù)信息。服務(wù)的定義??
在/etc/services文件中?*/??
{??
struct?servent?*servrec;??
struct?sockaddr_in?serv_addr;??
if?((servrec?=?getservbyname(servicename,?"tcp"))?==?NULL)?{??
return(-1);??
}??
bzero((char?*)&Mysock,?sizeof(Sockets));??
Mysock.Port?=?servrec->;s_port;?/*?Service?Port?in?Network?Byte?Order?*/??
return(1);??
}??
int?InitPassiveSock(char?*?servicename)??
/*?Initialize?Passive?Socket.?If?succeed?then?return?1,?else?return?error?code?(<0)?*/??
/*?此函數(shù)用于需要被動套接字的服務(wù)器程序，它除了獲取服務(wù)信息外，還建立??
一個被動套接字。*/??
{??
int?mainsock,?flag=1;??
struct?servent?*servrec;??
struct?sockaddr_in?serv_addr;??
if?((servrec?=?getservbyname(servicename,?"tcp"))?==?NULL)?{??
return(-1);??
}??
bzero((char?*)&Mysock,?sizeof(Sockets));??
Mysock.Port?=?servrec->;s_port;?/*?Service?Port?in?Network?Byte?Order?*/??
if((mainsock?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?0))?<?0)?{??
return(-2);??
}??
bzero((char?*)&serv_addr,?sizeof(serv_addr));??
serv_addr.sin_family?=?AF_INET;??
serv_addr.sin_addr.s_addr?=?htonl(INADDR_ANY);?/*?任意網(wǎng)絡(luò)接口?*/??
serv_addr.sin_port?=?servrec->;s_port;??
if?(bind(mainsock,?(struct?sockaddr*)&serv_addr,?sizeof(serv_addr))?<?0)?{??
close(mainsock);??
return(-3);??
}??
if?(listen(mainsock,?5)?==?-1)?{?/*?將主動套接字變?yōu)楸粍犹捉幼?#xff0c;準備好接收連接?*/??
close(mainsock);??
return(-4);??
}??
/*?Set?this?socket?as?a?Non-blocking?socket.?*/??
if?(ioctl(mainsock,?FIONBIO,?&flag)?==?-1)?{??
close(mainsock);??
return(-5);??
}??
Mysock.DaemonSock?=?mainsock;??
FD_SET(mainsock,?&Mysock.readfds);?/*?申明對主套接字“可讀”感興趣?*/??
FD_SET(mainsock,?&Mysock.exceptfds);?/*?申明對主套接字上例外事件感興趣?*/??
return(1);??
}??
void?CloseMainSock()??
/*?關(guān)閉主套接字，并清除對它上面事件的申明。在程序結(jié)束前關(guān)閉主套接字是一個好習慣?*/??
{??
close(Mysock.DaemonSock);??
FD_CLR(Mysock.DaemonSock,?&Mysock.readfds);??
FD_CLR(Mysock.DaemonSock,?&Mysock.exceptfds);??
}??
int?CreateConnection(struct?in_addr?*sin_addr)??
/*?Create?a?Connection?to?remote?host?which?IP?address?is?in?sin_addr.??
Param:?sin_addr?indicates?the?IP?address?in?Network?Byte?Order.??
if?succeed?return?the?socket?number?which?indicates?this?connection,??
else?return?error?code?(<0)?*/??
{??
struct?sockaddr_in?server;?/*?server?address?*/??
int?tmpsock,?flag=1,?i;??
if?((tmpsock?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM,?0))?<?0)??
return(-1);??
server.sin_family?=?AF_INET;??
server.sin_port?=?Mysock.Port;??
server.sin_addr.s_addr?=?sin_addr->;s_addr;??
/*?Set?this?socket?as?a?Non-blocking?socket.?*/??
if?(ioctl(tmpsock,?FIONBIO,?&flag)?==?-1)?{??
close(tmpsock);??
return(-2);??
}??
/*?Connect?to?the?server.?*/??
if?(connect(tmpsock,?(struct?sockaddr?*)&server,?sizeof(server))?<?0)?{??
if?((errno?!=?EWOULDBLOCK)?&&?(errno?!=?EINPROGRESS))?{??
/*?如果錯誤代碼是EWOULDBLOCK和EINPROGRESS，則不用關(guān)閉套接字，因為系統(tǒng)將在之后繼續(xù)為套接字建立連接，連接是否建立成功可用select()函數(shù)來檢測套接字是否“可寫”來確定。*/??
close(tmpsock);??
return(-3);?/*?Connect?error.?*/??
}??
}??
FD_SET(tmpsock,?&Mysock.readfds);??
FD_SET(tmpsock,?&Mysock.writefds);??
FD_SET(tmpsock,?&Mysock.exceptfds);??
i?=?0;??
while?(Mysock.Sockets?!=?0)?i++;?/*?look?for?a?blank?sockets?position?*/??
if?(i?>;=?64)?{??
close(tmpsock);??
return(-4);?/*?too?many?connections?*/??
}??
Mysock.Sockets?=?tmpsock;??
Mysock.SockNum++;??
return(i);??
}??
int?AcceptConnection(struct?in_addr?*IPaddr)??
/*?Accept?a?connection.?If?succeed,?return?the?data?sockets?number,?else?return?-1.?*/??
{??
int?newsock,?len,?flag=1,?i;??
struct?sockaddr_in?addr;??
len?=?sizeof(addr);??
bzero((char?*)&addr,?len);??
if?((newsock?=?accept(Mysock.DaemonSock,?&addr,?&len))?==?-1)??
return(-1);?/*?Accept?error.?*/??
/*?Set?this?socket?as?a?Non-blocking?socket.?*/??
ioctl(newsock,?FIONBIO,?&flag);??
FD_SET(newsock,?&Mysock.readfds);??
FD_SET(newsock,?&Mysock.writefds);??
FD_SET(newsock,?&Mysock.exceptfds);??
/*?Return?IP?address?in?the?Parameter.?*/??
IPaddr->;s_addr?=?addr.sin_addr.s_addr;??
i?=?0;??
while?(Mysock.Sockets?!=?0)?i++;?/*?look?for?a?blank?sockets?position?*/??
if?(i?>;=?64)?{??
close(newsock);??
return(-4);?/*?too?many?connections?*/??
}??
Mysock.Sockets?=?newsock;??
Mysock.SockNum++;??
return(i);??
}??
int?CloseConnection(int?Sockno)??
/*?Close?a?connection?indicated?by?Sockno.?*/??
{??
int?retcode;??
if?((Sockno?>;=?64)?||?(Sockno?<?0)?||?(Mysock.Sockets[Sockno]?==?0))??
return(0);??
retcode?=?close(Mysock.Sockets[Sockno]);??
FD_CLR(Mysock.Sockets[Sockno],?&Mysock.readfds);??
FD_CLR(Mysock.Sockets[Sockno],?&Mysock.writefds);??
FD_CLR(Mysock.Sockets[Sockno],?&Mysock.exceptfds);??
Mysock.Sockets[Sockno]?=?0;??
Mysock.SockNum--;??
return(retcode);??
}??
int?QuerySocketsMsg()??
/*?Query?Sockets?Message.?If?succeed?return?message?number,?else?return?-1.??
The?message?information?stored?in?struct?SockMsg.?*/??
{??
fd_set?rfds,?wfds,?efds;??
int?retcode,?i;??
struct?timeval?TimeOut;??
rfds?=?Mysock.readfds;??
wfds?=?Mysock.writefds;??
efds?=?Mysock.exceptfds;??
TimeOut.tv_sec?=?0;?/*?立即返回，不阻塞。*/??
TimeOut.tv_usec?=?0;??
bzero((char?*)&SockMsg,?sizeof(SockMsg));??
if?((retcode?=?select(64,?&rfds,?&wfds,?&efds,?&TimeOut))?==?0)??
return(0);??
if?(FD_ISSET(Mysock.DaemonSock,?&rfds))??
SockMsg.AcceptNum?=?1;?/*?some?client?call?server.?*/??
for?(i=0;?i<64;?i++)?/*?Data?in?message?*/??
{??
if?((Mysock.Sockets?>;?0)?&&?(FD_ISSET(Mysock.Sockets,?&rfds)))??
SockMsg.ReadQueue[SockMsg.ReadNum++]?=?i;??
}??
for?(i=0;?i<64;?i++)?/*?Data?out?ready?message?*/??
{??
if?((Mysock.Sockets?>;?0)?&&?(FD_ISSET(Mysock.Sockets,?&wfds)))??
SockMsg.WriteQueue[SockMsg.WriteNum++]?=?i;??
}??
if?(FD_ISSET(Mysock.DaemonSock,?&efds))??
SockMsg.AcceptNum?=?-1;?/*?server?socket?error.?*/??
for?(i=0;?i<64;?i++)?/*?Error?message?*/??
{??
if?((Mysock.Sockets?>;?0)?&&?(FD_ISSET(Mysock.Sockets,?&efds)))??
SockMsg.ExceptQueue[SockMsg.ExceptNum++]?=?i;??
}??
return(retcode);??
}??
int?SendPacket(int?Sockno,?void?*buf,?int?len)??
/*?Send?a?packet.?If?succeed?return?the?number?of?send?data,?else?return?-1?*/??
{??
int?actlen;??
if?((Sockno?>;=?64)?||?(Sockno?<?0)?||?(Mysock.Sockets[Sockno]?==?0))??
return(0);??
if?((actlen?=?send(Mysock.Sockets[Sockno],?buf,?len,?0))?<?0)??
return(-1);??
return(actlen);??
}??
int?RecvPacket(int?Sockno,?void?*buf,?int?size)??
/*?Receive?a?packet.?If?succeed?return?the?number?of?receive?data,?else?if?the?connection??
is?shutdown?by?peer?then?return?0,?otherwise?return?0-errno?*/??
{??
int?actlen;??
if?((Sockno?>;=?64)?||?(Sockno?<?0)?||?(Mysock.Sockets[Sockno]?==?0))??
return(0);??
if?((actlen?=?recv(Mysock.Sockets[Sockno],?buf,?size,?0))?<?0)??
return(0-errno);??
return(actlen);?/*?actlen是接收的數(shù)據(jù)長度，如果為零，指示連接被對方關(guān)閉。*/??
}??
2.5.3 簡單服務(wù)器程序示例?
/*?這是一個很簡單的重復(fù)服務(wù)器程序，它初始化好被動套接字后，循環(huán)等待接收連接。如果接收到連接，它顯示數(shù)據(jù)套接字序號和客戶端的IP地址；如果數(shù)據(jù)套接字上有數(shù)據(jù)到來，它接收數(shù)據(jù)并顯示該連接的數(shù)據(jù)套接字序號和接收到的字符串。*/??
#include?"tcpsock.h"??
main(argc,?argv)??
int?argc;??
char?**argv;??
{??
struct?in_addr?sin_addr;??
int?retcode,?i;??
char?buf[32];?
/*?對于服務(wù)器程序，它經(jīng)常是處于無限循環(huán)狀態(tài)，只有在用戶主動kill該進程或系統(tǒng)關(guān)機時，它才結(jié)束。對于使用kill強行終止的服務(wù)器程序，由于主套接字沒有關(guān)閉，資源沒有主動釋放，可能會給隨后的服務(wù)器程序重新啟動產(chǎn)生影響。因此，主動關(guān)閉主套接字是一個良好的變成習慣。下面的語句使程序在接收到SIGINT、SIGQUIT和SIGTERM等信號時先執(zhí)行CloseMainSock()函數(shù)關(guān)閉主套接字，然后再結(jié)束程序。因此，在使用kill強行終止服務(wù)器進程時，應(yīng)該先使用kill?-2?PID給服務(wù)器程序一個消息使其關(guān)閉主套接字，然后在用kill?-9?PID強行結(jié)束該進程。*/??
(void)?signal(SIGINT,?CloseMainSock);??
(void)?signal(SIGQUIT,?CloseMainSock);??
(void)?signal(SIGTERM,?CloseMainSock);??
if?((retcode?=?InitPassiveSock("TestService"))?<?0)?{??
printf("InitPassiveSock:?error?code?=?%d\n",?retcode);??
exit(-1);??
}??
while?(1)?{??
retcode?=?QuerySocketsMsg();?/*?查詢網(wǎng)絡(luò)消息?*/??
if?(SockMsg.AcceptNum?==?1)?{?/*?有外來連接等待接收？*/??
retcode?=?AcceptConnection(&sin_addr);??
printf("retcode?=?%d,?IP?=?%s?\n",?retcode,?inet_ntoa(sin_addr.s_addr));??
}??
else?if?(SockMsg.AcceptNum?==?-1)?/*?主套接字錯誤？*/??
printf("Daemon?Sockets?error.\n");??
for?(i=0;?i??
if?((retcode?=?RecvPacket(SockMsg.ReadQueue,?buf,?32))?>;?0)??
printf("sockno?%d?Recv?string?=?%s?\n",?SockMsg.ReadQueue,?buf);??
else?/*?返回數(shù)據(jù)長度為零，指示連接中斷，關(guān)閉套接字。*/??
CloseConnection(SockMsg.ReadQueue);??
}??
}?/*?end?while?*/??
}??
2.5.4?簡單客戶程序示例??
/*?File?Name:?client.c?*/??
/*?客戶程序在執(zhí)行時，先初始化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后等待用戶輸入命令。它識別四個命令：??
conn(ect)：?和服務(wù)器建立連接；??
send：?給指定連接發(fā)送數(shù)據(jù)；??
clos(e)：?關(guān)閉指定連接；??
quit：?退出客戶程序。??
*/??
#include?"tcpsock.h"??
main(argc,?argv)??
int?argc;??
char?**argv;??
{??
char?cmd_buf[16];??
struct?in_addr?sin_addr;??
int?sockno1,?retcode;??
char?*buf?=?"This?is?a?string?for?test.";??
sin_addr.s_addr?=?inet_addr("166.111.5.249");?/*?運行服務(wù)器程序的主機的IP地址?*/??
if?((retcode?=?InitSocketsStruct("TestService"))?<?0)?{?/*?初始化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?*/??
printf("InitSocketsStruct:?error?code?=?%d\n",?retcode);??
exit(1);??
}??
while?(1)?{??
printf(">;");??
gets(cmd_buf);??
if?(!strncmp(cmd_buf,?"conn",?4))?{??
retcode?=?CreateConnection(&sin_addr);?/*?建立連接?*/??
printf("return?code:?%d\n",?retcode);??
}??
else?if(!strncmp(cmd_buf,?"send",?4))?{??
printf("Sockets?Number:");??
scanf("%d",?&sockno1);??
retcode?=?SendPacket(sockno1,?buf,?26);?/*?發(fā)送數(shù)據(jù)?*/??
printf("return?code:?%d\n",?retcode,?sizeof(buf));??
}??
else?if?(!strncmp(cmd_buf,?"close",?4))?{??
printf("Sockets?Number:");??
scanf("%d",?&sockno1);??
retcode?=?CloseConnection(sockno1);?/*?關(guān)閉連接?*/??
printf("return?code:?%d\n",?retcode);??
}??
else?if?(!strncmp(cmd_buf,?"quit",?4))??
exit(0);??
else??
putchar('\007');??
}?/*?end?while?*/??
}??
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Socket编程原理概述的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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