Socket的学习（二）AF_UNIX实现本地通信

参考文章：
[1]Unix Domain Socket– IPC通信机制
[2]How fast are Unix domain sockets?
[3]read()函数参数理解

一、Unix域的Socket通信及其优点

基于socket的框架上发展出一种IPC机制，就是UNIX Domain Socket。虽然网络socket也可用于同一台主机的进程间通讯（通过loopback地址127.0.0.1），但是UNIX Domain Socket用于IPC 更有效率及可靠 ：

• 不需要经过网络协议栈
• 不需要打包拆包、计算校验和、维护序号和应答等，可靠性更强
• UNIX Domain Socket传输效率比通过loopback地址快将近一倍

二、预备知识

• socket通信基本概念
• LINUX文件操作函数

对于知识一，已经在前面介绍过了。Linux文件操作函数用到了两个：read()和write()。简单介绍一下：

read - 从文件描述符里读取数据

#include 
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

fd：文件描述符，对于本文而言是socket套接字
buf：缓冲区指针
count：预期读取的字节数
返回值：表示实际读到的字节数（字符串结束符 '\0’不算）

write - 从文件描述符里写入数据

#include 
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

fd：文件描述符，对于本文而言是socket套接字
buf：缓冲区指针
count：预期写入的字节数
返回值：表示实际写入的字节数（字符串结束符 '\0’不算）

三、程序的功能及其实现

程序的功能是实现客户端发送一个整型数据，服务端返回一个倒序的整型数据。

需要解决的问题：

• 创建服务端和客户端
• 数据处理

数据处理部分函数实现：

int num_reverse(int num)
{
    int S=0,sum=0;
    
    while(num)
    {
        S=num%10;
        sum=10*sum+S;
        num = num / 10;
    }
    
    return sum;
}

服务端函数：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include  //define the sockaddr_un structure
int num_reverse(int num);

int main()
{
    /* 断开之前的socket文件 */
    unlink("server_socket");
    
    /* 创建一个socket */
    int server_sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
    
    struct sockaddr_un server_addr;
    server_addr.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(server_addr.sun_path, "server_socket");
    
    /* 与本地文件进行绑定 */
    bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
    
    /* 监听 */
    if(listen(server_sockfd, 5)<0);
    {
	    perror("Listen failed");
    }
    
    int client_sockfd;
    struct sockaddr_un client_addr;
    socklen_t len = sizeof(client_addr);
    
    while(1)
    {
        printf("server waiting:\n");
        /* 接受一个客户端的链接 */
        client_sockfd = accept(server_sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);
        
        /*数据交换 */
        read(client_sockfd, &num, 4);
        printf("get an integer from client: %d\n", num);
        num=num_reverse(num);
        write(client_sockfd, &num, 4);
        
        /* 关闭socket */
        close(client_sockfd);
    }
    
    return 0;
}

	int num_reverse(int num)
	{
	    int S=0,sum=0;
	    
	    while(num)
	    {
	        S=num%10;
	        sum=10*sum+S;
	        num = num / 10;
	    }
	    
	    return sum;
	}

客户端：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{
    /* 创建一个socket */
    int sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
    
    struct sockaddr_un address;
    address.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(address.sun_path, "server_socket");
    
    /*从键盘读取需要转置的整数*/
    int num;
    printf("Please enter the num to reverse:\n");

    /* 链接至服务端 */
    int result = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address));
    if(result == -1)
    {
        perror("connect failed: ");
        exit(1);
    }
    
    /* 数据处理 */
    write(sockfd, &num, 4);//一个int 4个字节
    read(sockfd, &num, 4);
    printf("get an integer from server: %d\n", num);
    
    /* 关闭socket */
    close(sockfd);
    
    return 0;
}  

makefile：

all:server.c client.c
	gcc -g -Wall -o server server.c
	gcc -g -Wall -o client client.c
clean:
	rm -rf *.o server client

四、验证结果

启动server端：

启动client端：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pHWYXMXr-1592040111330)(https://note.youdao.com/yws/api/personal/file/WEB8dc5bed0d11b73a1839fb15db352e6df?method=download&shareKey=3fa0896e980aa53895379783ead57bbb)]