socketpair函数用法

Unix套接字好像是套接字和管道的混合，socketpair()可以创建一对无命名的、相互连接的Unix域套接字。

管道历史上，它们是半双工的（数据只能在一个方向上流动），但是现在也有全双工管道。管道只能在具有共同祖先的两个进程之间使用，通常一个管道由一个进程创建，在进程调用fork之后，这个管道就你能在父进程和子进程之间使用了。

socketpair()函数的声明：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socketpair(int domain, int type, int protocol, int sockfd[2])；
socketpair()函数用于创建一对无名的、相互连接的套接字。
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：
1. 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sockfd[0]中写，从sockfd[1]中读；或者从sockfd[1]中写，从sockfd[0]中读；
2. 如果往一个套接字(如sockfd[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(sockfd[1])上读成功；
3. 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。因为文件描述符sockfd[0]和sockfd[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;
}

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!
收到数据为: 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。