Sockets编程学习——基础知识

基本API函数：

1、socket()：创建一个新的确定类型的套接字，类型用一个整型数值标识，并为它分配系统资源

int socket(int domain, int type, int protocol);

    domain :创建的套接字指定协议集

• AF_INET 表示IPv4网络协议
• AF_INET6 表示IPv6
• AF_UNIX 表示本地套接字（使用一个文件

    type：

• SOCK_STREAM （可靠的面向流服务或流套接字）
• SOCK_DGRAM （数据报文服务或者数据报文套接字）
• SOCK_SEQPACKET （可靠的连续数据包服务）
• SOCK_RAW (在网络层之上的原始协议)

    protocol：实际使用的传输协议
    取值：IPPROTO_TCP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_DCCP

2、bind()：为创建的套接字绑定sockaddr地址

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen);

• sockfd, 表示使用bind函数的套接字描述符
• my_addr, 指向sockaddr结构（用于表示所分配地址）的指针
• addrlen, 用socklen_t字段指定了sockaddr结构的长度

 如果发生错误，函数返回值为-1，否则为0

3、listen()：用于服务端，当socket绑定后，该函数开始监听可能的连接请求

int listen(int sockfd, int backlog);

• sockfd, 一个socket的描述符.
• backlog, 一个决定监听队列大小的整数，当有一个连接请求到来，就会进入此监听队列，当队列满后，新的连接请求会返回错误。

 一旦连接被接受，返回0表示成功，错误返回-1。
注：只能在有可靠数据流保证的时候使用，例如：数据类型(SOCK_STREAM,SOCK_SEQPACKET)

4、connect()：用于客户端，为一个套接字设置连接，分配本地端口号，参数有文件描述符和服务端地址

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);

5、accept()：用于服务端，它接受从客户端发出的创建TCP连接的请求，创建一个套接字，与该连接相应的套接字地址相关联。
        

int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, socklen_t *addrlen);

• sockfd,监听的套接字描述符
• cliaddr, 指向sockaddr 结构体的指针，客户机地址信息。
• addrlen,指向 socklen_t的指针，确定客户机地址结构体的大小 。

 返回新的套接字描述符，出错返回-1。进一步的通信必须通过这个套接字。

6、send()和recv(),或者write()和read(),或者recvfrom()和sendto(), 用于往/从远程套接字发送和接受数据

7、close()：用于系统释放分配给一个套接字的资源。 如果是TCP，连接会被中断

8、select()：用来检测一个或多个套接字的状态（读检测、写检测、错误检测） 

int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);

  先说明两个结构体：

• struct fd_set：可以理解为一个集合，这个集合中存放的是文件描述符(file descriptor)。

            fd_set集合通过一些宏来操作：清空集合 FD_ZERO(fd_set *)；                                                            
                                                        将一个给定的文件描述符加入集合FD_SET(int ,fd_set *)；
                                                        将一个给定的文件描述符从集合中删除FD_CLR(int ,fd_set*)；
                                                        检查集合中指定的文件描述符是否可以读写FD_ISSET(int ,fd_set* )。

• struct timeval是一个大家常用的结构，用来代表时间值，有两个成员，一个是秒数，另一个是毫秒数。

  select()的参数：

• int maxfdp是一个整数值，是指集合中所有文件描述符的范围，即所有文件描述符的最大值加1
• fd_set *readfds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的读变化的，即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了，如果这个集合中有一个文件可读，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可读，如果没有可读的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的读变化。
  
• fd_set *writefds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的写变化的，即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了，如果这个集合中有一个文件可写，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可写，如果没有可写的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的写变化。
• fd_set *errorfds同上面两个参数的意图，用来监视文件错误异常。
• struct timeval* timeout是select的超时时间，这个参数至关重要，它可以使select处于三种状态，第一，若将NULL以形参传入，即不传入时间结构，就是将select置于阻塞状态，一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止；第二，若将时间值设为0秒0毫秒，就变成一个纯粹的非阻塞函数，不管文件描述符是否有变化，都立刻返回继续执行，文件无变化返回0，有变化返回一个正值；第三，timeout的值大于0，这就是等待的超时时间，即 select在timeout时间内阻塞，超时时间之内有事件到来就返回了，否则在超时后不管怎样一定返回，返回值同上述。
• 返回值：
      负值：select错误 正值：某些文件可读写或出错 0：等待超时，没有可读写或错误的文件

      Select在Socket编程中还是比较重要的，可是对于初学Socket的人来说都不太爱用Select写程序，他们只是习惯写诸如connect、 accept、recv或recvfrom这样的阻塞程序（所谓阻塞方式block，顾名思义，就是进程或是线程执行到这些函数时必须等待某个事件的发生，如果事件没有发生，进程或线程就被阻塞，函数不能立即返回）。可是使用Select就可以完成非阻塞（所谓非阻塞方式non-block，就是进程或线程执行此函数时不必非要等待事件的发生，一旦执行肯定返回，以返回值的不同来反映函数的执行情况，如果事件发生则与阻塞方式相同，若事件没有发生则返回一个代码来告知事件未发生，而进程或线程继续执行，所以效率较高）方式工作的程序，它能够监视我们需要监视的文件描述符的变化情况——读写或是异常