Socket编程回顾，一个最简单服务器程序

第一次接触服务器是快毕业的时候，是不是有点晚(#￣ω￣)，这也导致工作方向一直没考虑网络编程这块，做了好多其他没啥“意思”的技术。

之前看到一篇博文提到程序猿80%都是庸才，10%是人才，10%是天才，深有感触。仔细想想自己是不是也是还在那80%里面挣扎？一个抱怨这抱怨那的trouble maker，写着烂的掉渣的代码，永远在别人身后不思进取，给剩下的20%的同事埋雷。

扯远了，重新回顾Socket，温习下Linux内核是怎么处理Socket的吧。

文件描述符，在网络编程中经常提及这个词，当时初学时一直就这么叫着，现在回头看。不过对Linux内核分配的IO的称谓而已，套接字(Socket)本质上就是文件描述符，为何加上文件两个字？因为Linux万物皆文件啊！。在TCP整个通讯过程，有多个文件描述符需要处理。

Listenfd：监听描述符

Connectfd：请求连接描述符

Accept：接受连接描述符

Read/Write/Recv/Send…：IO描述符（本文不详细阐述）

服务器建立连接的流程和涉及到的函数：socket()、bind()、listen()、accept()、connect()、close()。

结构体struct sockaddr_in ：网络通讯五元组，本端IP，本端端口、对端IP、对端端口、协议类型。

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

创建一个套接字，并且设置该套接字协议类型。

int bind(SOCKET socket, const struct sockaddr* address, socklen_t address_len);

为套接字绑定IP和端口。

int listen（int socket, int backlog）;

listen通过socket套接字和该套接字绑定的IP信息在内核开启监听，并且返回监听描述符。

此处监听工作交给内核处理，代码本身不阻塞，但内核对应端口一直在做监听工作。同时维护两个连接队列，大小由backlog决定。

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

发送连接请求，代码默认阻塞。

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

接受连接请求，代码默认阻塞。

accept实际上是在从内核listen维护的就绪队列中取描述符。

int close(int fd);

关闭描述符。listen描述符和accept描述符是完全独立的，关闭其中一个互不影响。

这里再详细阐述listen()调用后，内核是如何维护两个连接队列的。其实维护的就是熟悉的三次握手过程。

Client请求时间是不确定的，当多个请求到Server时，处于请求队列，等待listen的端口逐个处理至就绪队列。

connect处于阻塞态等待请求从listen的就绪队列被accept调度返回具体用于数据传输的accept_fd描述符。

accept处于阻塞态，当请求队列为空或处理完毕时。

由此可知，三次握手由connet发起，accept结束，途中经历listen的队列维护。

下面附上整个流程代码。

 1 /* File Name: server.c */
 2 #include<stdio.h>
 3 #include<stdlib.h>
 4 #include<string.h>
 5 #include<errno.h>
 6 #include<sys/types.h>
 7 #include<sys/socket.h>
 8 #include<sys/unistd.h>
 9 #include<netinet/in.h>
10 const int DEFAULT_PORT = 2500;
11 const int BUFFSIZE = 1024;
12 const int MAXLINK = 10;
13
14 int main(int argc, char** argv)
15 {
16     int    socket_fd, connect_fd;
17     struct sockaddr_in servaddr;
18     char buff[BUFFSIZE];
19
20     if ((socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
21     {
22         printf("create socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno);
23         exit(0);
24     }
25
26     memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
27     servaddr.sin_family = AF_INET;
28     servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
29     servaddr.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);
30
31     if (bind(socket_fd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1)
32     {
33         printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno);
34         exit(0);
35     }
36
37     if (listen(socket_fd, MAXLINK) == -1)
38     {
39         exit(0);
40     }
41
42     if ((connect_fd = accept(socket_fd, (struct sockaddr*)NULL, NULL)) == -1)
43     {
44         exit(0);
45     }
46
47     while(1)
48     {
49         memset(&buff,‘\0‘, sizeof(buff));
50
51         recv(connect_fd, buff, BUFFSIZE - 1, 0);
52         send(connect_fd, buff, BUFFSIZE - 1, 0);
53
54         printf("recv msg from client: %s\n", buff);
55     }
56     close(connect_fd);
57     close(socket_fd);
58 }

测试结果：

client：

server：