前面我们介绍了UNIX域套接字编程,更重要的一点是UNIX域套接字可以在同一台主机上各进程之间传递文件描述符。

下面先来看两个函数:

#include <sys/types.h>
 #include <sys/socket.h>

ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

它们与sendto 和 recvfrom 函数相似,只不过可以传输更复杂的数据结构,不仅可以传输一般数据,还可以传输额外的数据,即文件描述符。下面来看结构体msghdr :

struct msghdr {
               void         *msg_name;       /* optional address */
               socklen_t     msg_namelen;    /* size of address */
               struct iovec *msg_iov;        /* scatter/gather array */
               size_t        msg_iovlen;     /* # elements in msg_iov */
               void         *msg_control;    /* ancillary data, see below */
               size_t        msg_controllen; /* ancillary data buffer len */
               int           msg_flags;      /* flags on received message */
           };

如下图所示:

1、msg_name :即对等方的地址指针,不关心时设为NULL即可;

2、msg_namelen:地址长度,不关心时设置为0即可;

3、msg_iov:是结构体iovec 的指针。

struct iovec {
               void  *iov_base;    /* Starting address */
               size_t iov_len;     /* Number of bytes to transfer */
           };

成员iov_base 可以认为是传输正常数据时的buf,iov_len 是buf 的大小。

4、msg_iovlen:当有n个iovec 结构体时,此值为n;

5、msg_control:是一个指向cmsghdr 结构体的指针

struct cmsghdr {
           socklen_t cmsg_len;    /* data byte count, including header */
           int       cmsg_level;  /* originating protocol */
           int       cmsg_type;   /* protocol-specific type */
           /* followed by unsigned char cmsg_data[]; */
       };

6、msg_controllen :参见下图,即cmsghdr 结构体可能不止一个;

7、flags : 一般设置为0即可;

为了对齐,可能存在一些填充字节,跟每个系统的实现有关,但我们不必关心,可以通过一些函数宏来获取相关的值,如下:

#include <sys/socket.h>

struct cmsghdr *CMSG_FIRSTHDR(struct msghdr *msgh);
       struct cmsghdr *CMSG_NXTHDR(struct msghdr *msgh, struct cmsghdr *cmsg);
       size_t CMSG_ALIGN(size_t length);
       size_t CMSG_SPACE(size_t length);
       size_t CMSG_LEN(size_t length);
       unsigned char *CMSG_DATA(struct cmsghdr *cmsg);

下面通过封装两个函数,send_fd 和 recv_fd 来进一步认识这些函数宏的作用:

 C++ Code 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
 
void send_fd(int sock_fd, int send_fd)
{
    int ret;
    struct msghdr msg;
    struct cmsghdr *p_cmsg;
    struct iovec vec;
    char cmsgbuf[CMSG_SPACE(sizeof(send_fd))];
    int *p_fds;
    char sendchar = 0;
    msg.msg_control = cmsgbuf;
    msg.msg_controllen = sizeof(cmsgbuf);
    p_cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
    p_cmsg->cmsg_level = SOL_SOCKET;
    p_cmsg->cmsg_type = SCM_RIGHTS;
    p_cmsg->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(send_fd));
    p_fds = (int *)CMSG_DATA(p_cmsg);
    *p_fds = send_fd; // 通过传递辅助数据的方式传递文件描述符

msg.msg_name = NULL;
    msg.msg_namelen = 0;
    msg.msg_iov = &vec;
    msg.msg_iovlen = 1; //主要目的不是传递数据,故只传1个字符
    msg.msg_flags = 0;

vec.iov_base = &sendchar;
    vec.iov_len = sizeof(sendchar);
    ret = sendmsg(sock_fd, &msg, 0);
    if (ret != 1)
        ERR_EXIT("sendmsg");
}

int recv_fd(const int sock_fd)
{
    int ret;
    struct msghdr msg;
    char recvchar;
    struct iovec vec;
    int recv_fd;
    char cmsgbuf[CMSG_SPACE(sizeof(recv_fd))];
    struct cmsghdr *p_cmsg;
    int *p_fd;
    vec.iov_base = &recvchar;
    vec.iov_len = sizeof(recvchar);
    msg.msg_name = NULL;
    msg.msg_namelen = 0;
    msg.msg_iov = &vec;
    msg.msg_iovlen = 1;
    msg.msg_control = cmsgbuf;
    msg.msg_controllen = sizeof(cmsgbuf);
    msg.msg_flags = 0;

p_fd = (int *)CMSG_DATA(CMSG_FIRSTHDR(&msg));
    *p_fd = -1;
    ret = recvmsg(sock_fd, &msg, 0);
    if (ret != 1)
        ERR_EXIT("recvmsg");

p_cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
    if (p_cmsg == NULL)
        ERR_EXIT("no passed fd");

p_fd = (int *)CMSG_DATA(p_cmsg);
    recv_fd = *p_fd;
    if (recv_fd == -1)
        ERR_EXIT("no passed fd");

return recv_fd;
}

来解释一下send_fd 函数:

msg.msg_name = NULL;
    msg.msg_namelen = 0;
    msg.msg_iov = &vec;
    msg.msg_iovlen = 1; //主要目的不是传递数据,故只传1个字符
    msg.msg_flags = 0;

vec.iov_base = &sendchar;
    vec.iov_len = sizeof(sendchar);

这几行中需要注意的是我们现在的目的不是传输正常数据,而是为了传递文件描述符,所以只定义一个1字节的char,其余参照前面对参数的解释可以理解。

现在我们只有一个cmsghdr 结构体,把需要传递的文件描述符send_fd 长度,也就是需要传输的额外数据大小,当作参数传给CMSG_SPACE 宏,可以得到整个结构体的大小,包括一些填充字节,如上图所示,也即

char cmsgbuf[CMSG_SPACE(sizeof(send_fd))];

也就可以进一步得出以下两行:

msg.msg_control = cmsgbuf;
 msg.msg_controllen = sizeof(cmsgbuf);

接着,需要填充cmsghdr 结构体,传入msghdr 指针,CMSG_FIRSTHDR宏可以得到首个cmsghdr 结构体的指针,即

p_cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);

然后使用指针来填充各字段,如下:

p_cmsg->cmsg_level = SOL_SOCKET;
    p_cmsg->cmsg_type = SCM_RIGHTS;
    p_cmsg->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(send_fd));

传入send_fd 的大小,CMSG_LEN宏可以得到cmsg_len 字段的大小。

最后,传入结构体指针 p_cmsg ,宏CMSG_DATA 可以得到准备存放send_fd 的位置指针,将send_fd 放进去,如下:

p_fds = (int*)CMSG_DATA(p_cmsg);
    *p_fds = send_fd; // 通过传递辅助数据的方式传递文件描述符

recv_fd 函数就类似了,不再赘述。

可以写个小程序测试一下:

 C++ Code 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
 
/*************************************************************************
    > File Name: uxdomsock_sendfd.c
    > Author: Simba
    > Mail: dameng34@163.com
    > Created Time: Mon 04 Mar 2013 02:01:33 PM CST
 ************************************************************************/

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

#define ERR_EXIT(m) \
        do \
        { \
                perror(m); \
                exit(EXIT_FAILURE); \
        } while(0)

int main(void)
{
    int sockfds[2];
    /* 只有unix域协议才能在进程间传递文件描述符,如果想要在没有亲缘关系的进程间
     * 传递,则不能用socketpair函数,要用socket()函数 */
    if (socketpair(PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sockfds) < 0)
        ERR_EXIT("socketpair");

pid_t pid;
    pid = fork();
    if (pid == -1)
        ERR_EXIT("fork");
    /* 如果是父进程打开的文件描述符,子进程可以共享
     * 这里演示的是子进程打开的文件描述符通过封装的函数传给父进程 */
    if (pid > 0)
    {
        close(sockfds[1]);
        int fd = recv_fd(sockfds[0]);
        char buf[1024] = {0};
        read(fd, buf, sizeof(buf));
        printf("buf=%s\n", buf);
    }
    else if (pid == 0)
    {
        close(sockfds[0]);
        int fd;
        fd = open("test.txt", O_RDONLY);
        if (fd == -1);
        send_fd(sockfds[1], fd);
    }
    return 0;
}

我们知道,父进程在fork 之前打开的文件描述符,子进程是可以共享的,但是子进程打开的文件描述符,父进程是不能共享的,上述程序就是举例在子

进程中打开了一个文件描述符,然后通过send_fd 函数将文件描述符传递给父进程,父进程可以通过recv_fd 函数接收到这个文件描述符。先建立一个

文件test.txt 后输入几个字符,然后运行程序,输出如下:

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/socket$ ./uxdomsock_sendfd 
buf=ilove

证明父进程确实可以打开test.txt 文件。

最后提醒一点文件,也就是父进程的fd 也指向了file结构体,此file 结构体内的引用计数为2。

参考:

《Linux C 编程一站式学习》

《TCP/IP详解 卷一》

《UNP》

通过UNIX域套接字传递描述符和 sendmsg/recvmsg 函数的更多相关文章

  1. UNIX网络编程——通过UNIX域套接字传递描述符和 sendmsg/recvmsg 函数

    在前面我们介绍了UNIX域套接字编程,更重要的一点是UNIX域套接字可以在同一台主机上各进程之间传递文件描述符. 下面先来看两个函数: #include <sys/types.h> #in ...

  2. 通过UNIX域套接字传递描述符的应用

      传送文件描述符是高并发网络服务编程的一种常见实现方式.Nebula 高性能通用网络框架即采用了UNIX域套接字传递文件描述符设计和实现.本文详细说明一下传送文件描述符的应用. 1. TCP服务器程 ...

  3. 高级进程间通信之UNIX域套接字

    UNIX域套接字用于在同一台机器上运行的进程之间的通信.虽然因特网域套接字可用于同一目的,但UNIX域套接字的效率更高.UNIX域套接字仅仅复制数据:它们并不执行协议处理,不需要添加或删除网络报头,无 ...

  4. unix进程间通信方式(下)-unix域套接字(转)

    在之前的博客中已经总结了其它7种进程间的通信方式.unix域套接字用于在同一台计算机上的进程间通信,虽然因特网域套接字可用于同一目的,但是unix域套接字的效率更高.unix域套接字并不进行协议处理, ...

  5. UNIX域套接字(unix domain)

    UNIX域套接字用于在同一台机器上运行的进程之间的通信. UNIX域套接字提供流和数据报两种接口. 说明:UNIX域套接字比因特网套接字效率更高.它仅赋值数据:不进行协议处理,如添加或删除网络报头.计 ...

  6. 《网络编程》Unix 域套接字

    概述 Unix 域套接字是一种client和server在单主机上的 IPC 方法.Unix 域套接字不运行协议处理,不须要加入或删除网络报头,无需验证和,不产生顺序号,无需发送确认报文,比因特网域套 ...

  7. UNIX网络编程——UNIX域套接字编程和socketpair 函数

    一.UNIX Domain Socket IPC 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soc ...

  8. UNIX域套接字编程和socketpair 函数

    一.UNIX Domain Socket IPC 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soc ...

  9. Unix域套接字简介

    在Linux系统中,有很多进程间通信方式,套接字(Socket)就是其中的一种.但传统的套接字的用法都是基于TCP/IP协议栈的,需要指定IP地址.如果不同主机上的两个进程进行通信,当然这样做没什么问 ...

随机推荐

  1. IDEA热部署基于maven的web项目

    第一步:首先先创建web项目 按照向导一步一步完成项目创建,我创建的示例项目为hotdeploddemo     第二步:设置项目的web资源         下图中的路径要修改正确,指向src/ma ...

  2. Javascript 中“靠”的使用

    Javascript中call的使用自己感觉蛮纠结的,根据文档很好理解,其实很难确定你是否真正的理解. call 方法应用于:Function 对象调用一个对象的一个方法,以另一个对象替换当前对象.c ...

  3. 给开发者准备的 10 款最好的 jQuery 日历插件[转]

    这篇文章介绍的是 10 款最棒而且又很有用的 jQuery 日历插件,允许开发者们把这些漂亮的日历插件结合到自己的网站中.这些日历插件易用性都很强,轻轻松松的就可以把漂亮的日历插件装饰到你的网站了.希 ...

  4. vue-router路由模式详解

    一.路由模式解析 要讲vue-router的路由模式,首先要了解的一点就是路由是由多个URL组成的,使用不同的URL可以相应的导航到不同的位置. 如果有进行过服务器开发或者对http协议有所了解就会知 ...

  5. XTU1236 Fraction

    Fraction Accepted : 124 Submit : 806 Time Limit : 1000 MS Memory Limit : 65536 KB Fraction Problem D ...

  6. Faiss学习:一

    在多个GPU上运行Faiss以及性能测试 一.Faiss的基本使用 1.1在CPU上运行 Faiss的所有算法都是围绕index展开的.不管运行搜索还是聚类,首先都要建立一个index. import ...

  7. C++生成十字绣图案(二) 面向对象

    基本的十字绣线性生成中提供了判断下一步可以画的位置并且逐步生成的函数.以这些基本函数为基础,可以进行更多变化的图案设计. 为了方便的扩展,可以把线性生成写成一个类,以后的修改继承这个类. 头文件Bas ...

  8. 高德地图引入库错误std::string::find_first_of(char const*, unsigned long, unsigned long) const"

    一:std:编译器错误解决 二:错误提示 "std::string::find_first_of(char const*, unsigned long, unsigned long) con ...

  9. wepy - 与原生有什么不同(watcher监听器.)

    <style> </style> <template> <view>监听值:{{num}}</view> </template> ...

  10. Java从零开始学二十九(大数操作(BigIntger、BigDecimal)

    一.BigInteger 如果在操作的时候一个整型数据已经超过了整数的最大类型长度long的话,则此数据就无法装入,所以,此时要使用BigInteger类进行操作. 不可变的任意精度的整数.所有操作中 ...