本地套接字domain的使用

socket API原本是为网络通讯设计的，但后来在socket的框架上发展出一种IPC机制，就是UNIX Domain Socket。虽然网络socket也可用于同一台主机的进程间通讯（通过loopback地址127.0.0.1），但是UNIX Domain Socket用于IPC更有效率：不需要经过网络协议栈，不需要打包拆包、计算校验和、维护序号和应答等，只是将应用层数据从一个进程拷贝到另一个进程。这是因为，IPC机制本质上是可靠的通讯，而网络协议是为不可靠的通讯设计的。UNIX Domain Socket也提供面向流和面向数据包两种API接口，类似于TCP和UDP，但是面向消息的UNIX Domain Socket也是可靠的，消息既不会丢失也不会顺序错乱。UNIX Domain Socket是全双工的，API接口语义丰富，相比其它IPC机制有明显的优越性，目前已成为使用最广泛的IPC机制，比如X Window服务器和GUI程序之间就是通过UNIXDomain Socket通讯的。使用UNIX Domain Socket的过程和网络socket十分相似，也要先调用socket()创建一个socket文件描述符，address family指定为AF_UNIX，type可以选择SOCK_DGRAM或SOCK_STREAM，protocol参数仍然指定为0即可。UNIX Domain Socket与网络socket编程最明显的不同在于地址格式不同，用结构体sockaddr_un表示，网络编程的socket地址是IP地址加端口号，而UNIX Domain Socket的地址是一个socket类型的文件在文件系统中的路径，这个socket文件由bind()调用创建，如果调用bind()时该文件已存在，则bind()错误返回。

服务端示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>

#define SOCKET_PATH "/tmp/local_socket"

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    socklen_t addrlen;
    struct sockaddr_un address;

    // 创建套接字
    if ((server_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    address.sun_family = AF_UNIX;
    strncpy(address.sun_path, SOCKET_PATH, sizeof(address.sun_path) - 1);

    // 绑定套接字到指定路径
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address)) == -1) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听套接字
    if (listen(server_fd, 5) == -1) {
        perror("listen failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Server waiting for connections...\n");

    // 接受连接
    addrlen = sizeof(address);
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&address, &addrlen)) == -1) {
        perror("accept failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 读取客户端发送的数据
    char buffer[1024];
    ssize_t nbytes = read(new_socket, buffer, sizeof(buffer));
    if (nbytes > 0) {
        buffer[nbytes] = '\0';
        printf("Received message: %s\n", buffer);
    }

    // 关闭套接字
    close(new_socket);
    close(server_fd);
    unlink(SOCKET_PATH);

    return 0;
}

客户端示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>

#define SOCKET_PATH "/tmp/local_socket"

int main() {
    int client_fd;
    struct sockaddr_un serv_addr;

    // 创建套接字
    if ((client_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    serv_addr.sun_family = AF_UNIX;
    strncpy(serv_addr.sun_path, SOCKET_PATH, sizeof(serv_addr.sun_path) - 1);

    // 连接到服务器
    if (connect(client_fd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) == -1) {
        perror("connect failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 发送消息到服务器
    const char* message = "Hello from client";
    ssize_t nbytes = send(client_fd, message, strlen(message), 0);
    if (nbytes == -1) {
        perror("send failed");
    } else {
        printf("Sent message to server: %s\n", message);
    }

    // 关闭套接字
    close(client_fd);

    return 0;
}