不管是做哪一種開發，都離不開網絡編程，網絡編程又經常會涉及套接字(socket)。Socket最初由加州大學伯克利分校開發，它是一種全雙工的通信方式，不同於pipe這種單工方式，主要用於實現4.2BSD上的進程間通信。
我們常說的socket通信有以下二種,主要會說一下Unix domain socket
Internet domain socket
也叫IP socket，它要利用主機的傳輸層(tcp)，可以用於同一臺主機上不同進程間的通信，也可以用於網絡上不同主機間的通信。就像聊QQ一樣只要知道了對方的QQ號就可以聊天了。socket只要知道了對方的ip地址和端口就可以通信了所以這種socket通信是基於網絡協議棧的。
Unix domain socket
Unix domain socket,也叫IPC socket(inter-precess communication socket,也就是進程間通信套接字),用於同一臺主機上的不同進程間交換數據，是Posix系統的標準組件。
該socket用於一臺主機的進程間通信，不需要基於網絡協議，主要是基於文件系統的。與Internet domain socket類似，需要知道是基於哪一個文件（相同的文件路徑）來通信的。unix domain socket有2種工作模式一種是SOCK_STREAM，類似於TCP，可靠的字節流。另一種是SOCK_DGRAM，類似於UDP，不可靠的字節流。除了傳輸數據以外，還可以使用Unix domain socket傳輸文件描述符(file descriptor)。
工作模型
socket通信有一個服務端，一個客服端
服務端：創建socket—綁定文件（端口）—監聽—接受客戶端連接—接收/發送數據—…—關閉
客戶端：創建socket—綁定文件（端口）—連接—發送/接收數據—…—關閉
代碼框架
server
sockaddr_un :為一個系統級的結構體，主要用於存儲地址
#define NAME "socketAddr"
main(){
...
struct sockaddr_un server;
...
int sock = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
strcpy (server.sun_path, NAME);
...
bind(sock, (structsockaddr *) &server, sizeof(struct sockaddr_un));
...
listen(sock, 5);
...
while(1){
...
msgsock = accept(sock, 0, 0);
...
rval = read(msgsock, buf, 1024))
...
}
}
client
#define NAME "socketAddr"
main(){
...
sock = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
strcpy(server.sun_path, NAME);
...
if (connect(sock, (struct sockaddr *) &server, sizeof(struct sockaddr_un)) < 0) {
close(sock);
exit(1);
}
if (write(sock, DATA, sizeof(DATA)) < 0)
perror("writing on stream socket");
close(sock);
}
使用：
- gcc service.c -o service
- gcc client.c -o client
- linux下啟動一個窗口運行 ./service
- 啟動另一個窗口運行 ./client socket 【這個socket為service中綁定的地址】
運行後可以發現，在當前目錄下會多一個名叫socket的文件，這2個進程就是基於該文件通信的
Unix domain socket vs Internet domain socket
先來看一個使用案例，配置php-fpm與Nginx交互的socket:
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000
fastcgi_pass unix:/var/run/php-fpm/php-fpm.sock
這個案例中，運行在同一臺機器上的php和Nginx需要通信，有2種實現方式:第一種是ip socket,通過本機迴環地址127.0.0.1加端口實現;第二種是通過unix domain socket實現。哪一種效率更高呢?
基於localhost的ip socket需要實現跨網絡主機通訊的全部環節，包括建立socket連接，ACk開銷，tcp流控，封裝／解封，路由。在這個過程中還會有2個context switch,因為使用網絡層傳輸數據需要調用system call,而調用system call會產生中斷，導致context switch的；另外一個進程接受到來自網絡層的連接請求，也會產生系統中斷，導致context switch。以上過程導致2個context switch的開銷，外加其它各種開銷(overhead)。
如何通過命令行訪問unix socket文件
socket為什麼不能用傳統命令訪問？
socket文件不能通過普通的文件讀寫命令操作（比如說echo "xxx" > socket.file）它。因為它是在網絡層上面工作的。只能通過socket讀寫函數去操作它。
socat和ncat命令
其實通過的linux命令socat和ncat可以去操作socket。
其中-U指定了該文件是Unix域socket文件類型，ncat實現了類似於cat命令的訪問unix socket。
ncat -U /tmp/tbsocket1
ncat也可以通過映射socket文件到監聽的端口上。那麼通過curl可以發送請求到該監聽端口，實現寫操作。
# 映射tcp的8080流量到unix socket
ncat -vlk 8080 -c 'ncat -U /tmp/tbsocket1'
# 通過curl發起http請求訪問
curl http://localhost:8080
也可以使用功能更強大的socat來實現。
# 映射8080/tcp 到unix socket
socat -d -d TCP-LISTEN:8080,fork UNIX:/tmp/tbsocket1
用 Curl 命令訪問 Unix Socket 接口的方法
經常遇到一些監聽地址不是 IP:Port 而是 unix socket 的程序，這些程序如果使用的是 HTTP 協議，unix socket 接口也可以用 curl 訪問。
例如 ingress-nginx 的監聽地址為 unix:/tmp/nginx-status-server.sock：
server {
listen unix:/tmp/nginx-status-server.sock;
set $proxy_upstream_name "internal";
keepalive_timeout 0;
gzip off;
access_log off;
location /healthz {
return 200;
}
location /nginx_status {
stub_status on;
}
... 省略...
}
用 curl 訪問它的 unix socket 的方法如下：
$ curl --unix-socket /tmp/nginx-status-server.sock http://localhost/nginx_status
Active connections: 77
server accepts handled requests
64273 64273 971368
Reading: 0 Writing: 12 Waiting: 65
--unix-socket 指定 unix socket 文件的地址， http://localhost/nginx_status 是要請求的路徑。
注意 localhost 可以根據實際情況更改成其它數值但不可省略，如果省略後變成 http://nginx_status，那麼 nginx_status 會被認作是 Host，Path 被認為是 /：
$ curl -v --unix-socket /tmp/nginx-status-server.sock http://nginx_status
* Expire in 0 ms for 6 (transfer 0xe464ab3dd0)
* Trying /tmp/nginx-status-server.sock...
* Expire in 200 ms for 4 (transfer 0xe464ab3dd0)
* Connected to nginx_status (/tmp/nginx-status-server.sock) port 80 (#0)
> GET / HTTP/1.1
> Host: nginx_status
> User-Agent: curl/7.64.0
> Accept: */*
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