【嵌牛导读】Linux进程间套接字通信基础
【嵌牛鼻子】Linux 进程间套接字及通信介绍
【嵌牛提问】Linux进程间套接字包含哪些内容，如何实现通信
一、套接字（Socket）通信原理
套接字通信允许互联的位于不同计算机上的进程之间实现通信功能。
二、套接字的属性
套接字的特性由3个属性确定，它们分别是：域、类型和协议。
1. 套接字的域
它指定套接字通信中使用的网络介质，最常见的套接字域是AF_INET，它指的是Internet网络。当客户使用套接字进行跨网络的连接时，它就需要用到服务器计算机的IP地址和端口来指定一台联网机器上的某个特定服务，所以在使用socket作为通信的终点，服务器应用程序必须在开始通信之前绑定一个端口，服务器在指定的端口等待客户的连接。
另一个域AF_UNIX表示UNIX文件系统，就是文件输入/输出，它的地址就是文件名。
2. 套接字类型
因特网提供了两种通信机制：流（stream）和数据报（datagram），因而套接字的类型也就分为流套接字和数据报套接字。我们主要看流套接字。
流套接字由类型SOCK_STREAM指定，它们是在AF_INET域中通过TCP/IP连接实现，同时也是AF_UNIX中常用的套接字类型。
流套接字提供的是一个有序、可靠、双向字节流的连接，因此发送的数据可以确保不会丢失、重复或乱序到达，而且它还有一定的出错后重新发送的机制。
与流套接字相对的是由类型SOCK_DGRAM指定的数据报套接字，它不需要建立连接和维持一个连接，它们在AF_INET中通常是通过UDP/IP实现的。它对可以发送的数据的长度有限制，数据报作为一个单独的网络消息被传输，它可能丢失、复制或错乱到达，UDP不是一个可靠的协议，但是它的速度比较高，因为它并不需要总是要建立和维持一个连接。
3.套接字协议
只要底层的传输机制允许不止一个协议来提供要求的套接字类型，我们就可以为套接字选择一个特定的协议。通常只需要使用默认值。
三、套接字地址
每个套接字都有其自己的地址格式，对于AF_UNIX域套接字来说，它的地址由结构sockaddr_un来描述，该结构定义在头文件
struct sockaddr_un{
sa_family_t sun_family //AF_UNIX，它是一个短整型
char sum_path[] //路径名
}
对于AF_INET域套接字来说，它的地址结构由sockaddr_in来描述，它至少包括以下几个成员：
struct sockaddr_in{
short int sin_family //AN_INET
unsigned short int sin_port //端口号
struct in_addr sin_addr //IP地址
}
而in_addr被定义为：
struct in_addr{
unsigned long int s_addr
}
四、基于流套接字的客户/服务器的工作流程
使用socket进行进程通信的进程采用的客户/服务器系统是如何工作的呢？
1.服务器端
首先，服务器应用程序用系统调用socket来创建一个套接字，它是系统分配给该服务器进程的类似文件描述符的资源，它不能与其他的进程共享。
接下来，服务器进程会给套接字起个名字，我们使用系统调用bind来给套接字命名。然后服务器进程就开始等待客户连接到这个套接字。
然后，系统卖颂调用listen来创建一个队列，并将其用于存放来自客户的进入连接。
最后，服务器通过系统调用accept来接受客户的连接。它会创建一个与原有的命名套接不拍让同的新套接字，这个套接字只用于与这个特定客户端进行通信，而命名套接字（即原先的套接字）则被保留袭配局下来继续处理来自其他客户的连接。
2.客户端
基于socket的客户端比服务器端简单。同样，客户应用程序首先调用socket来创建一个未命名的套接字，然后讲服务器的命名套接字作为一个地址来调用connect与服务器建立连接。
一旦连接建立，我们就可以像使用底层的文件描述符那样用套接字来实现双向数据的通信。
程序清单 codes/ / /Client java
public class Client
{
public static void main（String[] args）
throws IOException
{
Socket socket = new Socket（ ）
//将Socket对应的输入流包装成BufferedReader
BufferedReader br = new BufferedReader（
new InputStreamReader（socket getInputStream（）））
//进行普通IO *** 作
String line = br readLine（）
System out println（ 来自服务器的数据 + line）
//关闭输入流 socket
br close（）
socket close（）
}
}
上面程序中粗体字代码是使用ServerSocket和Socket建立网络连接的代码 斜体字代码是通过Socket获取输入流 输出流进行通信的代码 通过程序不难看出 一旦使用ServerSocket Socket建立网络连接之后 程序通过网络通信与普通IO并没有太大的区别
先运行上面程序中的Server类 将看到服务器一直处于等待状态 因为服务器使用了死循环来接受来自客户端的请求 再运行Client类 将可看到程序输出 来自服务器的数据 您好 您收到了服务器的新年祝福！ 这表明客户端和服务器端通信成功
上面程序为了档旅突出通过ServerSocket和Socket建立连接 并通过底层IO流进行通信的主题 程序没有进行异常处理 也没有使用finally块来关闭资源
实际应用中 程序可能不想让执行网络连接 读取服务器数据的进程一直阻塞 而是希望当网络连接 读取 *** 作超过合理时间之后 系统自动认为该 *** 作失败 这个合理时间就是超时时长 Socket对象提供了一个setSoTimeout（int timeout）来设置超时时长 如下的代码片段所示
Socket s = new Socket（ ）
//设置 秒之后即认为超时
s setSoTimeout（ ）
当我们为Socket对象指定了超时时长之后 如果在使用Socket进行读 写 *** 作完成之前已经超出了该时间限制 那么这些方法就会抛行御凳出SocketTimeoutException异常 程序可以对该异常进行捕捉 并进行适当处理 如下代码所示
try
{
//使用Scanner来读取网络输入流中的数据
Scanner scan = new Scanner（s getInputStream（））
//读取一行字符
String line = scan nextLine（）
…
}
//捕捉SocketTimeoutException异常
catch（SocketTimeoutException ex）
{
//对异常进行处理
…
}
假设程序需要为Socket连接服务器时指定超时时长 即经过指定时间后 如果该Socket还未连接到远程服务器 则系统认为该Socket连接超时 但Socket的所有构造器里都没有提供指定超时时长的参数 所以程序应该先创建一个无连接的Socket 再调用Socket的connect（）方法来连接远程服务器 而connect方法就可拆兄以接受一个超时时长参数 如下代码所示
//创建一个无连接的Socket
Socket s = new Socket（）
//让该Socket连接到远程服务器 如果经过 秒还没有连接到 则认为连接超时
s connconnect（new InetAddress（host port） ）
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在程序设计中 涉及数据存储和数据交换的时候 不管是B/S还是C/S模式 都有这样一个概念 这要求一台性能和配置都比较好的主机作为服务器 以满足数目众多的客户端进行频繁访问 但是亮御辩对于一些数据交换的要求不主同 而且涉及到的通讯个体数目不多 如果还采用 一主机多客户机 的模式 便要求一台配置良好而且上安装了相关数据服务软件 这样会造成硬件和软件上的很多不必要的成本 这时Socket在点对点的平行敬缺对象之间的通讯的优势就就发挥出来了
其实对于Socket通讯来说 服务器和客户拆历端的界定不像数据库服务器与客户端那样明显 甚至可以说Socket通讯里面的服务器和客户端只是相对的 因为网络通讯的对象基本上是处于平等层面的 只是为了方便对两台联网通讯的主机的描述才这样定义称谓的
由于在中Socket通讯的建立很容易 所以本文主要介绍一个Socket的比较典型的应用的流程 客户端向服务器发送图片请求 图片服务器接收到请求 并将服务器上的图片编码 发送到客户端 客户端得到图片数据后 再将这些数据写成图片文件 保存在客户端上
本文主要是对Socket的一个应用进行介绍 所以至于其原理在此没有深究 至于如何建立Socket还有如何实现网络的七层协议在此都没有进行相关研究和介绍 本文主要介绍如何实现一个用户想要的功能 即在两台主机之间进行通讯 通过网络来收发用户想要收发的数据
一 通讯流程图
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三 测试socket的连接方法 telnet远程登录
用户可以同时对客户端和端的Socket程序进行编写 然后进行联调 也可以一次只编写一个 然后通过下面的方法来测试Socket连接
一般通过远程登录来测试连接是否成功 比如测试本机的 端口是否能连接成功
运行－>cmd－>telnet
在没有运行对本机的 端口进行不断侦听的程序时 会出现连接失败的提示
如果连接成功 则会d出另外一个窗口
如果在侦听线程里面设置断点 通常连接成功后 就会在
Socket sRecmdTemp = sRecvCmd Accept()
之后的语句上断点
附近演示程序的说明
使用VS 创建
主要实现的功能是 主机A向主机B发图片请求 主机B将D盘image目录下的image jpg image jpg文件编码发送到主机B 主机B再解码并写成图片文件到E盘的image目录下
为了方便调试 演示程序将服务器和客户端同时放在本机上 即localhost或者 即本程序最终实现的效果就是将本机的D 盘image目录下的两个指定名称的图片传送到E盘image目录下 所以在运行本程序前 先在D:/image目录下放置两张命名为 image jpg image jpg的图片文件
lishixinzhi/Article/program/net/201311/11802
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