《IOSsocket原理.docxVIP

大纲一.Socket简介二.BSD Socket编程准备1.地址2.端口3.网络字节序4.半相关与全相关5.网络编程模型三.socket接口编程示例四.使用select五.使用kqueue六.使用流注:文档中设计涉及的代码也都在本人github目录下，分别为socketServer和socketClient.对应着各个分支。?一.Socket简介在UNIX系统中,万物皆文件(Everything is a file)。所有的IO操作都可以看作对文件的IO操作，都遵循着这样的操作模式:打开 - 读/写 - 关闭，打开操作（如open函数）获取“文件”使用权，返回文件描述符，后继的操作都通过这个文件描述符来进行。很多系统调用都依赖于文件描述符,它是一个无符号整数，每一个用户进程都对应着一个文件描述符表，通过文件描述符就可以找到对应文件的信息。 在类UNIX平台上，对于控制台的标准输入输出以及标准错误输出都有对应的文件描述符，分别为0,1,2。它们定义在?unistd.h中#define STDIN_FILENO 0 /* standard input file descriptor */#define STDOUT_FILENO 1 /* standard output file descriptor */#define STDERR_FILENO 2 /* standard error file descriptor */在Mac系统中，可以通过Activity Monitor来查看某个进程打开的文件和端口。?UNIX内核加入TCP/IP协议的时候，便在系统中引入了一种新的IO操作，只不过由于网络连接的不可靠性，所以网络IO比本地设备的IO复杂很多。这一系列的接口叫做BSD Socket API,当初由伯克利大学研发，最终成为网络开发接口的标准。 网络通信从本质上讲也是进程间通信，只是这两个进程一般在网络中不同计算机上。当然Socket API其实也提供了专门用于本地IPC的使用方式：UNIX Domain Socket，这个这里就不细说了。本文所讲的Socket如无例外，均是说的Internet Socket。在本地的进程中，每一个进程都可以通过PID来标识，对于网络上的一个计算机中的进程如何标识呢？网络中的计算机可以通过一个IP地址进行标识，一个计算机中的某个进程则可以通过一个无符号整数（端口号）来标识，所以一个网络中的进程可以通过IP地址+端口号的方式进行标识。二.BSD Socket编程准备1.地址在程序中，我们如何保存一个地址呢？在?sys/socket.h中的sockaddr便是描述socket地址的结构体类型./** [XSI] Structure used by kernel to store most addresses.*/struct sockaddr { __uint8_t sa_len; /* total length */ sa_family_t sa_family; /* [XSI] address family */ char sa_data[14]; /* [XSI] addr value (actually larger) */};为了方便设置用语网络通信的socket地址，引入了sockaddr_in结构体（对于UNIX Domain Socket则对应sockaddr_un）/* * Socket address, internet style. */struct sockaddr_in { __uint8_t sin_len; sa_family_t sin_family; in_port_t sin_port;//得是网络字节序 struct in_addr sin_addr;//in_addr存在的原因则是历史原因，其实质是代表一个IP地址的32位整数 char sin_zero[8];//bzero之，纯粹是为了兼容sockaddr};在实际编程的时候，经常需要将sockaddr_in强制转换成sockaddr类型。2.端口说到端口我们经常会联想到硬件，在网络编程中的端口其实是一个标识而已，或者说是系统的资源而已。系统提供了端口分配和管理的机制。3.网络字节序谈网络字节序(Endianness)之前我们先说说什么是字节序。字节序又叫端序，就是指计算机中存放?多字节数据的字节的顺序。典型的就是数据存放在内存中或者网络传输时的字节的顺序。常用的字节序有大端序(big-endian)，小端序(litle-endian,另还有不常见的混合序middle-endian)。不同的CPU可能会使用不同的字节序，如