Linux下C语言使用socket进行线程间通信

2024-02-01 04:03:40 阅读 0

起源于Unix，Unix/Linux的基本理念之一是“一切皆文件”，可以使用“打开->读/写写/读->关闭”模式进行操作。它是这种模式的一种实现，即一个特殊的文件，一些函数对其进行操作（读/写IO、打开、关闭）。

说白了，它是应用层和TCP/IP协议族之间进行通信的中间软件抽象层。它是一组接口。在设计模式上，实际上是一种门面模式，将复杂的TCP/IP协议族隐藏在接口的背后。对于用户来说，一组简单的接口就足够了，允许组织数据以符合指定的协议。

注意：实际上，不存在层的概念。它只是设计模式的一种应用，使编程变得更容易。它是一个软件抽象层。在网络编程中，我们使用了很多实现。

除了网络上不同主机之间的通信之外，套接字还可以用于实现同一主机上不同进程之间的通信，并且所建立的通信是双向通信。进程通信和网络通信使用统一的，但地址结构和一些参数不同。

其主要流程如下：

1. 创建

创建，类型为 or，用于进程通信：

调用函数()，其原型如下：

int（int，int类型，int）；

范围：

：指定协议族。对于本地套接字，该值必须设置为枚举值；

type：指定套接字类型，可以设置为（流套接字）或（数据报套接字）

：指定特定协议，应设置为0

返回值是生成的套接字描述符。

对于本地来说，()是一个有序的、可靠的双向字节流，相当于在本地进程之间建立了一条数据通道； ()相当于单纯的发送消息，在进程通信过程中，理论上可能会出现信息丢失、复制、乱序到达的情况。不过，由于是本地通信，不经过外部网络，所以这些情况发生的概率很小。

2. 设置参数

本地套接字的通信双方都需要有本地地址。服务器的本地地址需要明确指定。指定的方法是使用类型的变量

{

; //

字符[]； // 路径名

3. 绑定

绑定使用bind系统调用，其原型如下：

int 绑定(int, const *,);

范围

：服务器套接字描述符

：需要绑定的服务器本地地址

：本地地址的字节长度

4. 监控

服务器端套接字创建并赋予本地地址值（本例中为名称）后，需要监听，等待客户端连接并处理请求，使用系统调用进行监听，并使用系统调用接受客户端连接。他们的原型如下：

int (int , int );

int (int, *, *);

范围

：代表服务器端描述符；

表示排队连接队列的长度（如果多个客户端同时连接，则需要排队）；

当前连接的客户端的本地地址。该参数是输出参数，是客户端传递过来的关于自身的信息；

指示当前连接的客户端的本地地址的长度（以字节为单位）。该参数既是输入参数又是输出参数。实施监测、验收和处理。

5. 连接

客户端需要 call()来连接服务器，其函数原型如下：

int (int, const *, );

范围

：客户端的套接字描述符

：当前客户端的本地地址，是一个类型变量

：表示本地地址的字节长度

5. 数据交互

客户端和服务器都必须就数据进行交互。一个进程扮演客户端的角色，另一个进程扮演服务器的角色。两个进程相互发送和接收数据。这是基于本地套接字的进程通信。

循环读取客户端发送的消息。当客户端不发送数据时，它会阻塞，直到数据到达。如果想要多个连接并发处理，就需要创建一个线程，将每个连接交给对应的线程来并发处理。接收到数据后，进行相应的处理，并将结果返回给客户端。要发送和接收数据，需要使用 write 和 read 系统调用。他们的原型是：

int 读取(int, char *, len);

int write(int, char *, len);

下面是一个本地进程间通信的简单例子：

1. 服务器

#include   
#include   
#include   
#include    
   
#define CAN_SERVICE "CAN_SERVICE" 
int main(void)  
{      
    int ret;     
    int len;  
    int accept_fd;
    int socket_fd; 
    static char recv_buf[1024];
    socklen_t clt_addr_len; 
    struct sockaddr_un clt_addr;  
    struct sockaddr_un srv_addr;  
 
    socket_fd=socket(PF_UNIX,SOCK_STREAM,0);  
    if(socket_fd<0)  
    {  
        perror("cannot create communication socket");  
        return 1;  
    }    
          
    // 设置服务器参数  
    srv_addr.sun_family=AF_UNIX;  
    strncpy(srv_addr.sun_path,CAN_SERVICE,sizeof(srv_addr.sun_path)-1);  
    unlink(CAN_SERVICE);  
 
    // 绑定socket地址 
    ret=bind(socket_fd,(struct sockaddr*)&srv_addr,sizeof(srv_addr));  
    if(ret==-1)  
    {  
        perror("cannot bind server socket");  
        close(socket_fd);  
        unlink(CAN_SERVICE);  
        return 1;  
    }  
 
    // 监听   
    ret=listen(socket_fd,1);  
    if(ret==-1)  
    {  
        perror("cannot listen the client connect request");  
        close(socket_fd);  
        unlink(CAN_SERVICE);  
        return 1;  
    }  
 
    // 接受connect请求 
    len=sizeof(clt_addr);  
    accept_fd=accept(socket_fd,(struct sockaddr*)&clt_addr,&len);  
    if(accept_fd<0)  
    {  
        perror("cannot accept client connect request");  
        close(socket_fd);  
        unlink(CAN_SERVICE);  
        return 1;  
    }  
 
    // 读取和写入  
    memset(recv_buf,0,1024);  
    int num=read(accept_fd,recv_buf,sizeof(recv_buf));  
    printf("Message from client (%d)) :%s\n",num,recv_buf);    
         
    // 关闭socket
    close(accept_fd);  
    close(socket_fd);  
    unlink(CAN_SERVICE);  
    return 0;  
}

2. 客户

#include   
#include   
#include   
#include   
 
#define CAN_SERVICE "CAN_SERVICE" 
int main(void)  
{ 
    int ret;  
    int socket_fd;   
    char snd_buf[1024];   
    static struct sockaddr_un srv_addr;  
 
// 创建socket 
    socket_fd=socket(PF_UNIX,SOCK_STREAM,0);  
    if(socket_fd<0)  
    {  
        perror("cannot create communication socket");  
        return 1;  
    }     
    srv_addr.sun_family=AF_UNIX;  
    strcpy(srv_addr.sun_path,CAN_SERVICE);  
 
// 连接到服务器  
    ret=connect(socket_fd,(struct sockaddr*)&srv_addr,sizeof(srv_addr));  
    if(ret==-1)  
    {  
        perror("cannot connect to the server");  
        close(socket_fd);  
        return 1;  
    }  
    memset(snd_buf,0,1024);  
    strcpy(snd_buf,"message from client");  
 
// 读取和写入    
    write(socket_fd,snd_buf,sizeof(snd_buf));  
    close(socket_fd);  
    return 0;  
}