Linux下Socket编程中注意的几个问题及要点总结

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概述:在学习linux下socket编程中,我遇到了一些问题和自己感觉比较重要的一些知识点,这边做一个总结,当作是学习笔记,也算是一个记录,以便以后翻阅吧。
问题及要点:
(1)bind error : Address already in use .地址绑定错误问题。
(2)大端小端字节序,网络字节序。
(3)URL(域名)转化问题。
(4)读写函数read(),write()返回值问题。
(5)非阻塞下connect成功失败问题。
分析问题及要点:
1,bind error : Address already in use .地址绑定错误问题。
在我们编写TCP服务器过程,我们都要绑定一个地址端口去监听,当我们强制结束我们的服务器然后再启动时,有时候就会报出地址绑定出错的问题。这是因为系统没有立即释放端口。
我们可以通过setsockopt()函数,开启端口重用机制,即可解决此问题。以下一段伪代码已供参考。

/*设置端口处于像TIMEWAIT状态可立即重复使用,不设置程序重启则可能会出现bind失败*/
  int reuse = 1;
  if (-1 == setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse))) {
    printf("setsockopt error\n");
    return 1;
  }

2,大端小端字节序,网络字节序。
大端字节序:低位地址存高位数据,高位地址存低位数据。
小端字节序:低位地址存低位数据,高位地址存高位数据。

如一个整型数据0x12345678,大端字节序从低位地址到高位地址存储的数据分别为0x12,0x34,0x56,0x78.而小端字节序则相反,依次为0x78,0x56,0x34,0x12.

为何又多出一个网络字节序呢,其实网络字节序就是大端字节序,因为设备平台不同,各个设备平台字节序不同,有的大端有的小端,为了统一,就制定了网络字节序,所以我们一般在TCP编程时都是将主机的字节序统一转化为网络字节序。如htonl(),htons()函数。
这有一篇文章,写的还比较详细可以参考学习。

3,URL(域名)转化问题。
在我们访问网页时,一般都是输入域名,比如我们访问百度网页时一般都是输入”www.baidu.com”,输入的都是域名而不是IP,因为IP对于我们人类来说不容易记忆,所以我们在socket客户端编程中,如何将域名转化为我们可用的IP地址呢,我们可以调用现成的API,getaddrinfo()函数。
这里是我自己写的一段伪代码,供参考。

#define URL "www.baidu.com"

/*getaddrinfo的使用,域名解析*/
  struct addrinfo hints,*result;
  memset(&hints, 0, sizeof(hints));
  hints.ai_family = AF_INET;
  hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
  if (0 != getaddrinfo(URL,NULL,&hints,&result)) {
    printf("get addrinfo error\n");
    return 1;
  }

/*打印解析的IP*/
  char server_ip[20];
  inet_ntop(AF_INET,&((struct sockaddr_in *)result->ai_addr)->sin_addr.s_addr,server_ip);
  printf("server ip:%s\n",server_ip);

4,读写函数read(),write()返回值问题。
read():
返回值大于0:正常,表示读到的字节数
返回值等于0:出错,表示对端已关闭连接
返回值小于0:分两种情况,阻塞模式下,表示出错。非阻塞模式下,看errno值,在errno值等于EINTR,EAGAIN,EWOULDBLOCK任何一个,表示连接正常,可忽略,否则出错。

write():
返回值大于0:正常,表示写的字节数
返回值等于0:出错,表示对端已关闭连接
返回值小于0:分两种情况,阻塞模式下,表示出错。非阻塞模式下,看errno值,在errno值等于EINTR,EAGAIN,EWOULDBLOCK任何一个,表示连接正常,可忽略,否则出错。

下面试read和write非阻塞情况下的一段代码,供参考。

static int write_data(int sockfd, char *data)
{
  int bytes = write(sockfd,data,strlen(data)+1);
  if (bytes < 0) {
    if (EINTR != errno && EAGAIN != errno && EWOULDBLOCK != errno) {
      printf("write error\n");
      return 1;
    }
  } else if (0 == bytes) {
    printf("socket is close,write error\n");
    return 1;
  } else {
    printf("write success\n");
  }
  return 0;
}

static int read_data(int sockfd)
{
  char buffer[1024];
  memset(buffer,0,sizeof(buffer));
  int bytes = read(sockfd,buffer,256);
  if (bytes < 0 ) {
    if (EINTR != errno && EAGAIN != errno && EWOULDBLOCK != errno) {
      printf("read error\n");
      return 1;
    }
  } else if (0 == bytes) {
    printf("socket is close,read error\n");
    return 1;
  } else {
    buffer[bytes] = '\0';
    printf("recvdata:%s\n",buffer);
  }
  return 0;
}

5,非阻塞下connect成功失败问题。
在socket客户端编程中,我们都需要连接服务器,在非阻塞模式下,connect会立即返回值,那么我们此时该如何判断连接服务器是否成功呢。我们通过select函数判断套接字sockfd是否可读可写,及getsockopt()函数来进行判断。
连接成功情况:
(1)sockfd可写但不可读,表示连接成功。
(2)sockfd可写可读且getsockopt()返回值为0,error值也为0,表示连接成功。
这里是写的一段代码,供参考。

static int connect_check(int sockfd)
{
  fd_set rd_perim,wr_perim;
  int erro;
  socklen_t optlen = sizeof(erro);
  /*设置超时时间为500ms*/
  struct timeval waittime;
  waittime.tv_sec = 0;
  waittime.tv_usec = 500000;
  /*检测sockfd是否可读写*/
  FD_ZERO(&rd_perim);
  FD_ZERO(&wr_perim);
  FD_SET(sockfd,&rd_perim);
  FD_SET(sockfd,&wr_perim);
  int ret = select(sockfd+1,&rd_perim,&wr_perim,NULL,&waittime);
  if (ret < 0) {
    printf("select error\n");
    return 1;
  }
  /*connect成功:1,sockfd可写不可读。2,sockfd可写可读,getsockopt返回值为0且erro值也为0*/
  if (FD_ISSET(sockfd,&wr_perim)) {
    if (!FD_ISSET(sockfd,&rd_perim)) {
      printf("connect success\n");
      return 0;
    } else {
      ret = getsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_ERROR,&erro,&optlen);
      if (0 == ret && 0 == erro) {
        printf("connect success\n");
        return 0;
      } else {
        printf("connect timeout\n");
        return 1;
      }
    }
  } else {
    printf("connect timeout\n");
    return 1;
  }
}

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