linux socket

linux 的 C 库路径为  /usr/include，可以直接查看源码，也可以通过 "man 头文件名" 来学习，需要查看某个函数如 bind() ，则只需要 man 2 bind 即可。

如：<stdint.h> 定义了 int8_t、int16_t、int32_t、int64_t、uint8_t、uint16_t、uint32_t、uint64_t

详见：/usr/include/stdint.h   或 man stdint.h

IPv4套接口地址结构：

struct sockaddr_in {
　　short int sin_family;                      /* Address family 2个字节 */
　　unsigned short int sin_port;       /* Port number 2个字节 */
　　struct in_addr sin_addr;              /* Internet address 4个字节 */
　　unsigned char sin_zero[];         /* Same size as struct sockaddr 8个字节，暂不使用，一般设为0*/
　　};

sim_family 决定地址家族，IPv4 必须设置为 AF_INET，其它还有 AF_INET6 （IPv6协议）、AF_ROUTE（路由套接口）

in_addr 这个结构体里只含有一个成员：

struct in_addr {
    uint32_t s_addr;
    };

sin_addr.s_addr 使用网络字节序，可以使用 inet_addr 方法将字符串格式 IP 转换成网络字节序。

通用套接口地址结构：

struct sockaddr {
　　unsigned short sa_family;     /* address family, AF_xxx */
　　char sa_data[];                 /* 14 bytes of protocol address */
　　}; 

connect、 bind、 accept 方法使用的都是通用套接口地址结构，需要把 sockaddr_in 结构强转为 sockaddr 即可。

不同的主机可能有不同的字节序，其中x86 为小端字节序。网络字节序规定为大端字节序。

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>

int main()
{
    unsigned int x = 0x12345678;
    unsigned char *p = (unsigned char*)&x;
    printf("%0x %0x %0x %0x\n",p[],p[],p[],p[]);
    unsigned y = htonl(x);
    p = (unsigned char*)&y;
    printf("%0x %0x %0x %0x\n",p[],p[],p[],p[]);
}

输出结果为：

字节序转换函数：

#include <arpa/inet.h>

uint32_t htonl(unit32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint32_t ntohs(uint16_t netshort);

地址转换函数：

#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

in_addr_t inet_addr(const char *cp);  //点分十进制转换成32位整型地址
int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp); //同上
char *inet_ntoa(struct in_addr in);  //32位整型地址转换成点分十进制地址

套接字类型：

SOCK_STREAM    流式套接字
SOCK_DGRAM     数据报套接字
SOCK_RAW       原始套接字

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

如：socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

也可以写成：socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);    //第三个参数为0，表示由系统自动选择协议，而 AF_INET 和 SOCK_STREAM 组合一定是 IPPROTO_TCP 协议。

指定本机地址：

server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);    //推荐
server.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
inet_aton("127.0.0.1",&server.sin_addr);  

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

在绑定之前，尽量使用 setsockopt() 来设置 SO_REUSEADDR 套接字选项，可以使得不必等待 TIME_WAIT 状态消失就可以重启服务器。如：

int on = 1;
setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));

level:(级别)： 指定选项代码的类型。
　　SOL_SOCKET: 基本套接口
　　IPPROTO_IP: IPv4套接口
　　IPPROTO_IPV6: IPv6套接口
　　IPPROTO_TCP: TCP套接口
optname(选项名)： 选项名称
optval(选项值): 是一个指向变量的指针 类型：整形，套接口结构， 其他结构类型:linger{}, timeval{ }
optlen(选项长度) ：optval 的大小

返回值：标志打开或关闭某个特征的二进制选项

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

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

int listen(int sockfd, int backlog);

第二个参数表示监听队列最大连接数（包括未完成连接队列和已完成连接队列的大小之和），可以使用 SOMAXCONN 这个宏。

int accept(int listenfd, struct sockaddr* client, socklen_t *addlen);

client 和 addlen 是用来返回客户端的套接字地址结构和对应的结构长度的。如果不关心这两个值，可以使用  accept(int sockfd, NULL, NULL);

否则为：

sockaddr_in client_addr;
socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);     //这时必须要有初始值，否则 accept() 失败
accept(sockfd, (sockaddr*)&client_addr, &client_addr_len));

使用 socket() 创建一个套接字时，默认情况下它是一个主动套接字，即将调用 connect() 发起连接的客户端套接字，对于服务器，必须调用 listen() 函数，将这个未连接的套接字转换成被动套接字，即监听套接字，负责接受每个客户的连接请求。一个服务器常常只有一个监听套接字，而且会一直存在，直到服务器关闭。accept() 函数可以返回已连接套接字描述符，已连接套接字是内核为每个被接受的客户端分别创建的，负责与对应的客户端进行数据传输。当服务器完成与该客户端的数据传输时，需要关闭该已连接描述符。

数据传输函数：

因为套接字描述符也是一种文件描述符，所以可以使用文件读写函数 read() 和 write():

#include <unistd.h>

int write(int sockfd, char *buf, int len);     //出错返回 －1，成功返回大于0的整数，为发送的字节数

int read(int sockfd, char *buf, int len);　　//出错返回 －1，成功返回大于0的整数，为接收的字节数

此外，还有 TCP套接字提供的 send() 和 recv() 函数：

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

ssize_t send(int sockfd, const void* buf, size_t len, int flags);    //前三个参数同 write() ，第四个参数为传输控制标志，一般设为0，也可以为其它值如：MSG_OOB 等

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);   //前三个参数同 read() ，第四个参数一般设为0，也可以为其它值如：MSG_PEEK 等

关闭套接字：

#include <unistd.h>

close(int sockfd);

UDP的数据传输函数：

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

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

前四个参数完全等同 TCP 的 send 和 recv 方法，第五和第六个参数类似于 accept() 的后两个参数。这两个函数，也可以用于TCP协议，但是一般不这么使用。

UDP的套接字不需要监听，只要 bind() 需要监听的端口就可以接收数据了。

exit() 退出当前进程。

父进程退出，程序结束，但子进程却没有退出，可以通过 "px aux | grep 二进制文件名" 来查看。所以需要通过信号通知的方式，来通知子进程退出。

sysconf(_SC_NPROCESSORS_CONF)   获取服务器处理器数目（核心数）

关于下面的写法，见于：http://www.spongeliu.com/415.html

#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while(0)