socketpair 使用解析

socketpair 在 Framework 的 Native 层中有大量的使用，接下来我们对 socketpair 做基本的了解。

socket 基于 c/s 模型，需要客户端与服务端进行连接，连接还需要知道服务端的 ip，如果是 unix domain socket ，则需要对应的文件路径。两端连接后可以实现服务端和客户端的双向通信，这种情况一般比较适合于很多个客户端对应一个服务的情况。但是如果说本身就只是单独 2 个进程进行相互通信的需求，我们就可以使用 socketpair api，对于 socketpair ，不需要 connect，也不需要 ip 或者路径，它是匿名的，在 socketpair 初始化时就已经确定了 2 个对应的 socket 的 fd，直接读写这两个 fd 即可完成通信。

接下来我们来看具体的 API：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socketpair(int d, int type, int protocol, int sv[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。

我们可以直接读写这两个套接字来进行通信，在使用过程中有以下几个注意点：

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sv[0]中写，从sv[1]中读；或者从sv[1]中写，从sv[0]中读；
2. 如果往一个套接字(如sv[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(sv[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。因为文件描述副sv[0]和sv[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。

接下来看两个简单的 demo：

// 同进程
#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; 
    } 
 
    int size = write(socket_pair[0], str, strlen(str));
    //可以读取成功；
    read(socket_pair[1], buf, size);
    printf("Read result: %s\n",buf);
    return EXIT_SUCCESS;    
} 

//不同进程
#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;    
}