Linux下进程间通讯方式 - UNIX Domain Socket

概述

Linux下进程通讯方式有很多,比较典型的有套接字,平时比较常用的套接字是基于TCP/IP协议的,适用于两台不同主机上两个进程间通信, 通信之前需要指定IP地址. 但是如果同一台主机上两个进程间通信用套接字,还需要指定ip地址,有点过于繁琐. 这个时候就需要用到UNIX Domain Socket, 简称UDS,

UDS的优势:

UDS传输不需要经过网络协议栈,不需要打包拆包等操作,只是数据的拷贝过程

UDS分为SOCK_STREAM(流套接字)和SOCK_DGRAM(数据包套接字),由于是在本机通过内核通信,不会丢包也不会出现发送包的次序和接收包的次序不一致的问题

流程介绍

如果熟悉Socket的话,UDS也是同样的方式, 区别如下:

UDS不需要IP和Port, 而是通过一个文件名来表示

domain 为 AF_UNIX

UDS中使用sockaddr_un表示

struct sockaddr_un {
sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
char sun_path[UNIX_PATH_MAX];   /* pathname */
};

服务端： socket -> bind -> listen -> accet -> recv/send -> close

客户端： socket -> connect -> recv/send -> close

函数介绍

开始创建socket

int socket(int domain, int type, int protocol)
domain(域) : AF_UNIX
type : SOCK_STREAM/ SOCK_DGRAM :
protocol : 0

SOCK_STREAM(流) : 提供有序，可靠的双向连接字节流。 可以支持带外数据传输机制,

无论多大的数据都不会截断

SOCK_DGRAM(数据报)：支持数据报（固定最大长度的无连接，不可靠的消息),数据报超过最大长度,会被截断.

获取到socket文件描述符之后,还要将其绑定一个文件上

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
sockfd : 传入sock的文件描述符
addr : 用sockaddr_un表示
addrlen : 结构体长度

struct sockaddr_un {
sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
char sun_path[UNIX_PATH_MAX];   /* pathname */
};

监听客户端的连接

int listen(int sockfd, int backlog);
sockfd : 文件描述符
backlog : 连接队列的长度

接受客户端的连接

int accept(int socket, struct sockaddr *restrict address, socklen_t *restrict address_len);
UDS不存在客户端地址的问题，因此这里的addr和addrlen参数可以设置为NULL

Demo程序

uds-server.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/un.h>
#include<errno.h>
#include<stddef.h>
#include<unistd.h>

#define MAX_CONNECT_NUM 2
#define BUFFER_SIZE 1024
const char *filename="uds-tmp";

int main()
{
int fd,new_fd,len,i;
struct sockaddr_un un;
fd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
if(fd < 0){
printf("Request socket failed!\n");
return -1;
}
un.sun_family = AF_UNIX;
unlink(filename);
strcpy(un.sun_path,filename);
if(bind(fd,(struct sockaddr *)&un,sizeof(un)) <0 ){
printf("bind failed!\n");
return -1;
}
if(listen(fd,MAX_CONNECT_NUM) < 0){
printf("listen failed!\n");
return -1;
}
while(1){
struct sockaddr_un client_addr;
char buffer[BUFFER_SIZE];
bzero(buffer,BUFFER_SIZE);
len = sizeof(client_addr);
//new_fd = accept(fd,(struct sockaddr *)&client_addr,&len);
new_fd = accept(fd,NULL,NULL);
if(new_fd < 0){
printf("accept failed\n");
return -1;
}
int ret = recv(new_fd,buffer,BUFFER_SIZE,0);
if(ret < 0){
printf("recv failed\n");
}
for(i=0; i<10; i++){
printf(" %d",buffer[i]);
}
close(new_fd);
break;
}
close(fd);
}

uds-client.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/un.h>
#include<errno.h>
#include<stddef.h>
#include<unistd.h>
#define BUFFER_SIZE 1024
const char *filename="uds-tmp";

int main()
{
struct sockaddr_un un;
int sock_fd;
char buffer[BUFFER_SIZE] = {1,2,3};
un.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(un.sun_path,filename);
sock_fd = socket(AF_UNIX,SOCK_STREAM,0);
if(sock_fd < 0){
printf("Request socket failed\n");
return -1;
}
if(connect(sock_fd,(struct sockaddr *)&un,sizeof(un)) < 0){
printf("connect socket failed\n");
return -1;
}
send(sock_fd,buffer,BUFFER_SIZE,0);

close(sock_fd);
return 0;
}

参考

Linux下的IPC－UNIX Domain Socket

进程通信之六 UDS

进程间通信简介（一）

Unix域套接字（Unix Domain Socket）介绍