天天热点评!C语言 socketpair用法案例讲解

时间:2022-09-26 14:04:56       来源:互联网

socketpair()函数的声明:


(相关资料图)

#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>int socketpair(int d, int type, int protocol, int sv[2]);

socketpair()函数用于创建一对无名的、相互连接的套接子。 
如果函数成功,则返回0,创建好的套接字分别是sv[0]和sv[1];否则返回-1,错误码保存于errno中。

基本用法: 

这对套接字可以用于全双工通信,每一个套接字既可以读也可以写。例如,可以往sv[0]中写,从sv[1]中读;或者从sv[1]中写,从sv[0]中读;  如果往一个套接字(如sv[0])中写入后,再从该套接字读时会阻塞,只能在另一个套接字中(sv[1])上读成功;  读、写操作可以位于同一个进程,也可以分别位于不同的进程,如父子进程。如果是父子进程时,一般会功能分离,一个进程用来读,一个用来写。因为文件描述副sv[0]和sv[1]是进程共享的,所以读的进程要关闭写描述符, 反之,写的进程关闭读描述符。 

举例: 

一、读写操作位于同一进程

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <error.h> #include <errno.h> #include <sys/socket.h> #include <stdlib.h>  const char* str = "SOCKET PAIR TEST."; int main(int argc, char* argv[]){    char buf[128] = {0};    int socket_pair[2];     pid_t pid;      if(socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, socket_pair) == -1 ) {         printf("Error, socketpair create failed, errno(%d): %s\n", errno, strerror(errno));        return EXIT_FAILURE;     }      int size = write(socket_pair[0], str, strlen(str));    //可以读取成功;    read(socket_pair[1], buf, size);    printf("Read result: %s\n",buf);    return EXIT_SUCCESS;    } 

二、读写操作位于不同进程

#include <stdio.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <error.h> #include <errno.h> #include <sys/socket.h> #include <stdlib.h>  const char* str = "SOCKET PAIR TEST."; int main(int argc, char* argv[]){    char buf[128] = {0};    int socket_pair[2];     pid_t pid;      if(socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, socket_pair) == -1 ) {         printf("Error, socketpair create failed, errno(%d): %s\n", errno, strerror(errno));        return EXIT_FAILURE;     }      pid = fork();    if(pid < 0) {        printf("Error, fork failed, errno(%d): %s\n", errno, strerror(errno));        return EXIT_FAILURE;    } else if(pid > 0) {        //关闭另外一个套接字        close(socket_pair[1]);        int size = write(socket_pair[0], str, strlen(str));        printf("Write success, pid: %d\n", getpid());     } else if(pid == 0) {        //关闭另外一个套接字        close(socket_pair[0]);        read(socket_pair[1], buf, sizeof(buf));                printf("Read result: %s, pid: %d\n",buf, getpid());    }     for(;;) {        sleep(1);    }     return EXIT_SUCCESS;    } 

sendmsg, recvmsg , send函数的使用

sendmsg, recvmsg , send三个函数的头文件:

#include <sys/types.h>  #include <sys/socket.h>

sendmsg函数 
定义函数

int sendmsg(int s, const strcut msghdr *msg, unsigned int flags);

函数说明:sendmsg()用来将数据由指定的socket传给对方主机. 
参数s:为已建立好连线的socket, 如果利用UDP协议则不需经过连线操作. 
参数msg:指向欲连线的数据结构内容, 参数flags 一般默认为0, 详细描述请参考send(). 
返回值:成功返回发送的字节数,出错返回-1

recvmsg函数 
定义函数

int recvmsg(int s, struct msghdr *msg, unsigned int flags);

函数说明:recvmsg()用来接收远程主机经指定的socket 传来的数据. 
参数s 为已建立好连线的socket, 如果利用UDP 协议则不需经过连线操作. 
参数msg 指向欲连线的数据结构内容, 
参数flags 一般设0, 详细描述请参考send(). 
返回值:成功则返回接收到的字符数, 失败则返回-1, 错误原因存于errno 中.

send函数 
定义函数:int send(int s, const void * msg, int len, unsigned int falgs); 
函数说明:send()用来将数据由指定的socket 传给对方主机. 
参数s 为已建立好连接的socket. 
参数msg 指向欲连线的数据内容. 
参数len 则为数据长度. 
参数flags 一般设0, 其他数值定义如下: 
MSG_OOB 传送的数据以out-of-band 送出. 
MSG_DONTROUTE 取消路由表查询 
MSG_DONTWAIT 设置为不可阻断运作 
MSG_NOSIGNAL 此动作不愿被SIGPIPE 信号中断. 
返回值:成功则返回实际传送出去的字符数, 失败返回-1. 错误原因存于errno.

结构msghdr定义如下:

struct msghdr{    void *msg_name; //发送或接收数据的地址    socklen_t msg_namelen; //地址长度    strcut iovec * msg_iov; //要发送或接受数据    size_t msg_iovlen; //容器数据长度    void * msg_control; //附属数据    size_t msg_controllen; //附属数据长度    int msg_flags; //接收消息的标志};

返回值:成功则返回实际传送出去的字符数, 失败返回-1, 错误原因存于errno 
错误代码:

1、EBADF 参数s 非合法的socket 处理代码.2、EFAULT 参数中有一指针指向无法存取的内存空间3、ENOTSOCK 参数s 为一文件描述词, 非socket.4、EINTR 被信号所中断.5、EAGAIN 此操作会令进程阻断, 但参数s 的socket 为不可阻断.6、ENOBUFS 系统的缓冲内存不足7、ENOMEM 核心内存不足 EINVAL 传给系统调用的参数不正确.

附属数据msg_control结构 
控制信息头部本身由下面的C结构定义:

struct cmsghdr {    socklen_t cmsg_len;    int       cmsg_level;    int       cmsg_type;/* u_char     cmsg_data[]; */};

其成员描述如下:

成员             描述cmsg_len        附属数据的字节计数,这包含结构头的尺寸。这个值是由CMSG_LEN()宏计算的。cmsg_level      这个值表明了原始的协议级别(例如,SOL_SOCKET)。cmsg_type       这个值表明了控制信息类型(例如,SCM_RIGHTS)。cmsg_data       这个成员并不实际存在,用来指明实际的额外附属数据所在的位置。

用sendmsg来传递数据程序实例

/*sendmsg.c*/#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h> int main(int argc,char *argv[]){    int ret;     /* 返回值 */    int sock[2];    /* 套接字对 */    struct msghdr msg;    struct iovec iov[1];    char send_buf[100] = "it is a test";    struct msghdr msgr;    struct iovec iovr[1];    char recv_buf[100];     /* 创建套接字对 */    ret = socketpair(AF_LOCAL,SOCK_STREAM,0,sock);    if(ret == -1){        printf("socketpair err\n");        return 1;       }     /* sock[1]发送数据到本地主机  */    bzero(&msg, sizeof(msg));    msg.msg_name = NULL;        /* void*类型 NULL本地地址*/    msg.msg_namelen = 0;    iov[0].iov_base = send_buf;    iov[0].iov_len = sizeof(send_buf);    msg.msg_iov = iov;//要发送或接受数据设为iov    msg.msg_iovlen = 1;//1个元素     printf("开始发送数据:\n");    printf("发送的数据为: %s\n", send_buf);    ret = sendmsg(sock[1], &msg, 0 );    if(ret == -1 ){        printf("sendmsg err\n");        return -1;    }    printf("发送成功!\n");     /* 通过sock[0]接收发送过来的数据 */    bzero(&msg, sizeof(msg));    msgr.msg_name = NULL;       msgr.msg_namelen = 0;    iovr[0].iov_base = &recv_buf;    iovr[0].iov_len = sizeof(recv_buf);    msgr.msg_iov = iovr;    msgr.msg_iovlen = 1;    ret = recvmsg(sock[0], &msgr, 0);    if(ret == -1 ){        printf("recvmsg err\n");        return -1;    }    printf("接收成功!\n");    printf("收到数据为: %s\n", recv_buf);     /* 关闭sockets */    close(sock[0]);    close(sock[1]);     return 0;}

执行程序结果:

yu@ubuntu:~/Linux/217/pro_pool/socketpair$ gcc -o sendmsg sendmsg.c

yu@ubuntu:~/Linux/217/pro_pool/socketpair$ ./sendmsg
开始发送数据:
发送的数据为: it is a test
发送成功!
接收成功! 

接到数据为:it is a test

程序分析:由套接字sock[1]发数据到本地主机,由套接字sock[0]接收发送过来的数据。

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