《Linux系统编程篇》Linux Socket 网络编程01 API介绍（Linux 进程间通信（IPC））——基础篇

道可道，非常道；

名可名，非常名。

无名，天地之始；

有名，万物之母。

故常无欲，以观其象；

常有欲，以观其体。

两者同出而异名，

同为之玄。

玄之又玄，

众妙之门。

——老子《道德经》

引言

谈起Socket这个东东，读者不知道，进入我的文章前有没有了解过一点呢，或多或少都知道Socket是用作网络编程用的，但是我们在谈IPC编程时候，确实是有Socket这个进程通讯分支，是的，Socket不仅仅可以用作网络通讯，还可以用作进程之间的一种通讯方法（IPC），本节依然是以IPC进程通讯方式向大家介绍Socket编程。

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IPC就是用来进程通讯的，所以学习Socket有很多分支，大家不要因此产生抵触的心理。精炼自己的技术成为行业大佬。

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Linux Socket编程涉及多个核心函数，以下是主要的函数原型介绍及其作用：

1. 创建Socket

int socket(int domain, int type, int protocol);

• 作用：创建一个套接字（Socket）。
• 参数：
  • domain：协议族，如 AF_INET（IPv4）、AF_INET6（IPv6）。
  • type：套接字类型，如 SOCK_STREAM（TCP）或 SOCK_DGRAM（UDP）。
  • protocol：协议编号，通常为 0，表示自动选择协议（TCP/UDP）。
• 返回值：
  • 成功：返回新创建的Socket文件描述符（非负整数）。
  • 失败：返回 -1，并设置 errno 以指示错误原因。

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2. 绑定Socket

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

• 作用：将Socket绑定到特定的地址和端口。
• 参数：
  • sockfd：套接字描述符。
  • addr：结构体指针，包含IP地址和端口号。
  • addrlen：地址结构的大小（如 sizeof(struct sockaddr_in)）。
• 返回值：
  • 成功：返回 0。
  • 失败：返回 -1，并设置 errno。

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3. 监听Socket

int listen(int sockfd, int backlog);

• 作用：用于TCP服务器，开始监听客户端连接请求。
• 参数：
  • sockfd：已绑定的套接字描述符。
  • backlog：等待队列的最大连接数（未 accept 的连接数）。
• 返回值：
  • 成功：返回 0。
  • 失败：返回 -1，并设置 errno。

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4. 接受客户端连接

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

• 作用：从监听队列中取出一个连接，创建一个新的Socket用于通信。
• 参数：
  • sockfd：监听Socket描述符。
  • addr：存储客户端地址信息。
  • addrlen：地址结构的大小，调用前需赋值。
• 返回值：
  • 成功：返回新的Socket描述符。
  • 失败：返回 -1，并设置 errno。

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5. 连接服务器

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

• 作用：客户端用于连接服务器。
• 参数：
  • sockfd：客户端套接字描述符。
  • addr：服务器地址信息。
  • addrlen：地址结构的大小。
• 返回值：
  • 成功：返回 0。
  • 失败：返回 -1，并设置 errno。

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6. 发送数据

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

• 作用：发送数据到已连接的Socket。
• 参数：
  • sockfd：目标Socket描述符。
  • buf：待发送数据缓冲区。
  • len：数据长度。
  • flags：发送选项，通常设为 0。
• 返回值：
  • 成功：返回实际发送的字节数。
  • 失败：返回 -1，并设置 errno。

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7. 接收数据

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

• 作用：从Socket接收数据。
• 参数：
  • sockfd：Socket描述符。
  • buf：存储接收数据的缓冲区。
  • len：缓冲区大小。
  • flags：接收选项，通常设为 0。
• 返回值：
  • 成功：返回实际接收的字节数。
  • 失败：返回 -1，并设置 errno。
  • 连接关闭：返回 0。

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8. 发送数据（UDP）

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, 
               const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

• 作用：用于UDP，向指定地址发送数据。
• 参数：
  • sockfd：套接字描述符。
  • buf：待发送数据。
  • len：数据长度。
  • flags：发送选项，通常设为 0。
  • dest_addr：目标地址。
  • addrlen：地址结构大小。
• 返回值：
  • 成功：返回实际发送的字节数。
  • 失败：返回 -1，并设置 errno。

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9. 接收数据（UDP）

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                 struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

• 作用：用于UDP，接收数据并获取发送方地址。
• 参数：
  • sockfd：套接字描述符。
  • buf：存储数据的缓冲区。
  • len：缓冲区大小。
  • flags：接收选项，通常设为 0。
  • src_addr：存储发送方地址信息。
  • addrlen：地址结构大小，调用前需赋值。
• 返回值：
  • 成功：返回实际接收的字节数。
  • 失败：返回 -1，并设置 errno。

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10. 关闭Socket

int close(int sockfd);

• 作用：关闭Socket，释放资源。
• 参数：
  • sockfd：要关闭的Socket描述符。
• 返回值：
  • 成功：返回 0。
  • 失败：返回 -1，并设置 errno。

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11. 设置/获取Socket选项

int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);
int getsockopt(int sockfd, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);

• 作用：用于设置或获取Socket选项，如 SO_REUSEADDR（端口复用）。
• 返回值：
  • 成功：返回 0。
  • 失败：返回 -1，并设置 errno。

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12. 获取Socket信息

int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

• getsockname：获取本端地址信息。
• getpeername：获取对端地址信息。

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这些是Linux Socket编程中最常用的API，每个函数都在不同的阶段发挥作用。

结束

本节就是先铺垫一下Socket的API，后面继续讲解不懂的学员们可以就回来继续看了。