Socket函數(shù)調(diào)用過程是怎樣的

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一：簡介

Socket可以作插口或者插槽，可以想象為一根網(wǎng)線，一頭插在客戶端，一頭插在服務(wù)端，然后進(jìn)行通信。所以在通信之前，雙方都要建立一個Socket.

二：基于TCP協(xié)議的Socket程序函數(shù)調(diào)用過程

1.TCP的服務(wù)端要先監(jiān)聽一個端口，一般是先調(diào)用bind函數(shù)，給這個Socket賦予一個IP地址和端口。

2.當(dāng)服務(wù)端有了IP和端口號，就可以調(diào)用listen函數(shù)進(jìn)行監(jiān)聽。在TCP的狀態(tài)圖里面，有一個listen狀態(tài)，當(dāng)調(diào)用這個函數(shù)之后，服務(wù)端就進(jìn)入這個狀態(tài)，

這個時候客戶端客戶端就可以發(fā)起連接了。

3.在內(nèi)核中，為每個Socket維護(hù)兩個隊列。一個是已經(jīng)建立了連接的隊列，這時連接三次握手已經(jīng)完畢，處于established狀態(tài)；一個是還沒有完全建立連接

的隊列，這個時候三次握手還沒完成，處于syn_rcvd的狀態(tài)。

4.服務(wù)端調(diào)用accept函數(shù)，拿出一個已經(jīng)完成的連接進(jìn)行處理。如果還沒有完成，就要等待。

5.在服務(wù)端等待的時候，客戶端可以通過connect函數(shù)發(fā)起連接。先在參數(shù)中指明要連接的IP地址和端口號，然后開始發(fā)起三次握手。內(nèi)核會給客戶端分配一個

臨時的端口。一旦握手成功，服務(wù)端的accept就會返回另一個Socket.

6.連接建立成功之后，雙方開始通過read和write函數(shù)來讀寫數(shù)據(jù)，就像往一個文件流里面寫東西一樣。

Socket在Linux中是以文件的形式存在的，除此之外，還存在文件描述符，寫入和讀出，也是通過文件描述符。每一個進(jìn)程都有一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)task_struct,里面指向

一個文件描述符數(shù)組，來列出這個進(jìn)程打開的所有文件的文件描述符。文件描述符是一個整數(shù)，就是這個數(shù)組的下標(biāo)。

三：基于UDP協(xié)議的Socket程序函數(shù)調(diào)用過程

1.UDP是沒有連接的，所以不需要三次握手，也就不需要調(diào)用listen和connect,但是，UDP的交互仍然需要IP和端口號，因而也需要bind

2.UDP是沒有維護(hù)連接狀態(tài)的，因而不需要每對連接建立一組Socket,而是只要有一個Socket,就能夠和多個客戶端通信。因為沒有連接狀態(tài)，每次通信的時候，都調(diào)

用sendto和recffrom，都可以傳入IP地址和端口。

四：Socket多進(jìn)程編程

TCP連接數(shù)是受限的，首先Socket都是文件，所以首先要通過ulimit配置文件描述符的數(shù)目；另一個限制是內(nèi)存。

多進(jìn)程模式相當(dāng)于設(shè)置一個代理，監(jiān)聽請求，一旦建立了一個連接，就會有一個已連接Socket,這時可以創(chuàng)建一個子進(jìn)程，然后將基于已連接Socket的交互交給子進(jìn)程做。

五：Socket多線程編程

相對于進(jìn)程來講，線程要輕量級的多，新的線程也可以通過已連接Socket處理請求，從而達(dá)到并發(fā)處理的目的。

六：IO多路復(fù)用，一個線程維護(hù)多個Socket

基于進(jìn)程或者線程模型的，其實還是有問題的。新到來一個TCP連接，就需要分配一個進(jìn)程或者線程。C10K，它的意思是一臺機(jī)器要維護(hù)1萬個連接，就要創(chuàng)建1萬個進(jìn)程或者

線程，那么操作系統(tǒng)是無法承受的。

由于Socket是文件描述符，因而某個線程盯的所有的Socket,都放在一個文件描述符fd_set中，然后調(diào)用select函數(shù)來監(jiān)聽文件描述符集合是否有變化，一旦有變化，就依次查看

每個文件描述。那些發(fā)生變化的文件描述符在fd_set對應(yīng)的位都設(shè)為1，表示Socket可讀或者可寫，從而可以進(jìn)行讀寫操作，然后再調(diào)用select，接著看下一輪的變化。

七：IO多路復(fù)用，epoll模式

epoll它在內(nèi)核中的實現(xiàn)不是通過輪詢方式，而是通過注冊callback函數(shù)的方式，當(dāng)某個文件描述發(fā)生變化時，就會主動通知。這種通知方式使得監(jiān)聽的Socket數(shù)據(jù)增加的時候，效率

不會大幅度降低，能夠同時監(jiān)聽的Socket的數(shù)目也非常多。epoll被稱為解決C10K問題的利器

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網(wǎng)站名稱：Socket函數(shù)調(diào)用過程是怎樣的
文章地址：http://muchs.cn/article36/ghehsg.html

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