socket API原本是為網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)計(jì)的，但后來在socket的框架上發(fā)展出一種IPC機(jī)制，就是UNIX Domain Socket。雖然網(wǎng)絡(luò)socket也可用于同一臺主機(jī)的進(jìn)程間通訊（通過loopback地址127.0.0.1），但是UNIX Domain Socket用于IPC更有效率：不需要經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，不需要打包拆包、計(jì)算校驗(yàn)和、維護(hù)序號和應(yīng)答等，只是將應(yīng)用層數(shù)據(jù)從一個(gè)進(jìn)程拷貝到另一個(gè)進(jìn)程。這是因?yàn)?#xff0c;IPC機(jī)制本質(zhì)上是可靠的通訊，而網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是為不可靠的通訊設(shè)計(jì)的。UNIX Domain Socket也提供面向流和面向數(shù)據(jù)包兩種API接口，類似于TCP和UDP，但是面向消息的UNIX Domain Socket也是可靠的，消息既不會(huì)丟失也不會(huì)順序錯(cuò)亂。

UNIX Domain Socket是全雙工的，API接口語義豐富，相比其它IPC機(jī)制有明顯的優(yōu)越性，目前已成為使用最廣泛的IPC機(jī)制，比如X Window服務(wù)器和GUI程序之間就是通過UNIX Domain Socket通訊的。

使用UNIX Domain Socket的過程和網(wǎng)絡(luò)socket十分相似，也要先調(diào)用socket()創(chuàng)建一個(gè)socket文件描述符，address family指定為AF_UNIX，type可以選擇SOCK_DGRAM或SOCK_STREAM，protocol參數(shù)仍然指定為0即可。

UNIX Domain Socket與網(wǎng)絡(luò)socket編程最明顯的不同在于地址格式不同，用結(jié)構(gòu)體sockaddr_un表示，網(wǎng)絡(luò)編程的socket地址是IP地址加端口號，而UNIX Domain Socket的地址是一個(gè)socket類型的文件在文件系統(tǒng)中的路徑，這個(gè)socket文件由bind()調(diào)用創(chuàng)建，如果調(diào)用bind()時(shí)該文件已存在，則bind()錯(cuò)誤返回。

以下程序?qū)NIX Domain socket綁定到一個(gè)地址。

#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <stddef.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/un.h> int main(void) { int fd, size; struct sockaddr_un un; memset(&un, 0, sizeof(un)); un.sun_family = AF_UNIX; strcpy(un.sun_path, "foo.socket"); if ((fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { perror("socket error"); exit(1); } size = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(un.sun_path); if (bind(fd, (struct sockaddr *)&un, size) < 0) { perror("bind error"); exit(1); } printf("UNIX domain socket bound/n"); exit(0); }

注意程序中的offsetof宏，它在stddef.h頭文件中定義：

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((int)&((TYPE *)0)->MEMBER)

offsetof(struct sockaddr_un, sun_path)就是取sockaddr_un結(jié)構(gòu)體的sun_path成員在結(jié)構(gòu)體中的偏移，也就是從結(jié)構(gòu)體的第幾個(gè)字節(jié)開始是sun_path成員。想一想，這個(gè)宏是如何實(shí)現(xiàn)這一功能的？(先將TYPE類型的指針首地址設(shè)為0，然后取MEMBER成員的地址就是該成員在TYPE中的偏移數(shù)。)

該程序的運(yùn)行結(jié)果如下。

$ ./a.out UNIX domain socket bound $ ls -l foo.socket srwxrwxr-x 1 user 0 Aug 22 12:43 foo.socket $ ./a.out bind error: Address already in use $ rm foo.socket $ ./a.out UNIX domain socket bound

以下是服務(wù)器的listen模塊，與網(wǎng)絡(luò)socket編程類似，在bind之后要listen，表示通過bind的地址（也就是socket文件）提供服務(wù)。

#include <stddef.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/un.h> #include <errno.h> #define QLEN 10 /* * Create a server endpoint of a connection. * Returns fd if all OK, <0 on error. */ int serv_listen(const char *name) { int fd, len, err, rval; struct sockaddr_un un; /* create a UNIX domain stream socket */ if ((fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) < 0) return(-1); unlink(name); /* in case it already exists */ /* fill in socket address structure */ memset(&un, 0, sizeof(un)); un.sun_family = AF_UNIX; strcpy(un.sun_path, name); len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(name); /* bind the name to the descriptor */ if (bind(fd, (struct sockaddr *)&un, len) < 0) { rval = -2; goto errout; } if (listen(fd, QLEN) < 0) { /* tell kernel we're a server */ rval = -3; goto errout; } return(fd); errout: err = errno; close(fd); errno = err; return(rval); }

以下是服務(wù)器的accept模塊，通過accept得到客戶端地址也應(yīng)該是一個(gè)socket文件，如果不是socket文件就返回錯(cuò)誤碼，如果是socket文件，在建立連接后這個(gè)文件就沒有用了，調(diào)用unlink把它刪掉，通過傳出參數(shù)uidptr返回客戶端程序的user id。

#include <stddef.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/un.h> #include <errno.h> int serv_accept(int listenfd, uid_t *uidptr) { int clifd, len, err, rval; time_t staletime; struct sockaddr_un un; struct stat statbuf; len = sizeof(un); if ((clifd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&un, &len)) < 0) return(-1); /* often errno=EINTR, if signal caught */ /* obtain the client's uid from its calling address */ len -= offsetof(struct sockaddr_un, sun_path); /* len of pathname */ un.sun_path[len] = 0; /* null terminate */ if (stat(un.sun_path, &statbuf) < 0) { rval = -2; goto errout; } if (S_ISSOCK(statbuf.st_mode) == 0) { rval = -3; /* not a socket */ goto errout; } if (uidptr != NULL) *uidptr = statbuf.st_uid; /* return uid of caller */ unlink(un.sun_path); /* we're done with pathname now */ return(clifd); errout: err = errno; close(clifd); errno = err; return(rval); }

以下是客戶端的connect模塊，與網(wǎng)絡(luò)socket編程不同的是，UNIX Domain Socket客戶端一般要顯式調(diào)用bind函數(shù)，而不依賴系統(tǒng)自動(dòng)分配的地址?？蛻舳薭ind一個(gè)自己指定的socket文件名的好處是，該文件名可以包含客戶端的pid以便服務(wù)器區(qū)分不同的客戶端。

#include <stdio.h> #include <stddef.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/un.h> #include <errno.h> #define CLI_PATH "/var/tmp/" /* +5 for pid = 14 chars */ /* * Create a client endpoint and connect to a server. * Returns fd if all OK, <0 on error. */ int cli_conn(const char *name) { int fd, len, err, rval; struct sockaddr_un un; /* create a UNIX domain stream socket */ if ((fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) < 0) return(-1); /* fill socket address structure with our address */ memset(&un, 0, sizeof(un)); un.sun_family = AF_UNIX; sprintf(un.sun_path, "%s%05d", CLI_PATH, getpid()); len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(un.sun_path); unlink(un.sun_path); /* in case it already exists */ if (bind(fd, (struct sockaddr *)&un, len) < 0) { rval = -2; goto errout; } /* fill socket address structure with server's address */ memset(&un, 0, sizeof(un)); un.sun_family = AF_UNIX; strcpy(un.sun_path, name); len = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(name); if (connect(fd, (struct sockaddr *)&un, len) < 0) { rval = -4; goto errout; } return(fd); errout: err = errno; close(fd); errno = err; return(rval); }

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的unix网络编程之UNIX Domain Socket IPC (sockaddr_un )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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