1.網(wǎng)絡(luò)通信

1.消息傳遞（管道、FIFO、消息隊(duì)列）

2.同步（互斥量、條件變量、讀寫(xiě)鎖、文件和寫(xiě)記錄鎖、信號(hào)量）

3.共享內(nèi)存（匿名的和具名的）

使用TCP/IP協(xié)議 通過(guò)socket完成

2.posix API

目的：實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)上的源代碼的可移植性。

舉例：linux和windows都要實(shí)現(xiàn)基本的posix標(biāo)準(zhǔn)，linux把fork函數(shù)封裝成posix_fork（隨便說(shuō)的），windows把creatprocess函數(shù)也封裝成posix_fork，都聲明在unistd.h里。這樣，程序員編寫(xiě)普通應(yīng)用時(shí)候，只用包含unistd.h，調(diào)用

3.POSIX網(wǎng)絡(luò)API

4.函數(shù)內(nèi)部過(guò)程解析

4.1 socket套接字創(chuàng)建

int socket(int domain, int type, int protocol);
//參數(shù)分別是地址族、 套接字類型和協(xié)議
//AF_INET  SOCK_STREAM 可默認(rèn)為0
//IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等

4.2 bind 綁定端口

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

sockfd：即socket描述字

addr:一個(gè)const struct sockaddr *指針，指向要綁定給sockfd的協(xié)議地址。

struct sockaddr_in server_addr;
memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 0.0.0.0 監(jiān)聽(tīng)時(shí)，監(jiān)聽(tīng)所有的地址
server_addr.sin_port = htons(port);

struct sockaddr_in {
    sa_family_t    sin_family; /* address family: AF_INET  協(xié)議族*/
    in_port_t      sin_port;   /* port in network byte order  端口號(hào)*/
    struct in_addr sin_addr;   /* internet address  IP地址*/
};
/* Internet address. */
struct in_addr {
    uint32_t       s_addr;     /* address in network byte order */
};

通常服務(wù)器在啟動(dòng)的時(shí)候都會(huì)綁定一個(gè)眾所周知的地址（如ip地址+端口號(hào)），用于提供服務(wù)，客戶就可以通過(guò)它來(lái)接連服務(wù)器；而客戶端就不用指定，有系統(tǒng)自動(dòng)分配一個(gè)端口號(hào)和自身的ip地址組合。這就是為什么通常服務(wù)器端在listen之前會(huì)調(diào)用bind()，而客戶端就不會(huì)調(diào)用，而是在connect()時(shí)由系統(tǒng)隨機(jī)生成一個(gè)。但是我認(rèn)為客戶端也可以綁定。

4.3 網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序和主機(jī)字節(jié)序

小端：小字節(jié)放前面，大字節(jié)放后面
大端：大字節(jié)放前面，小字節(jié)放后面
轉(zhuǎn)換端口
uint16_t htons(uint16_t hostshort); //主機(jī)字節(jié)序->網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序
uint16_t ntohs(uint16_t netshort); //網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序->主機(jī)字節(jié)序
轉(zhuǎn)IP
 htonl(uint32_t hostlong);//主機(jī)字節(jié)序->網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序
 ntohl(uint32_t netlong);//網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序->主機(jī)字節(jié)序

4.4 listen監(jiān)聽(tīng)fd

int listen(fd,size) // 無(wú)錯(cuò)返回0，錯(cuò)誤返回-1

服務(wù)端調(diào)用listen()后，開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送給socket的連接請(qǐng)求。

也就是說(shuō)，開(kāi)始接收請(qǐng)求了。

4.5 connect發(fā)起連接請(qǐng)求

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

4.6 accept()接收請(qǐng)求建立連接

accept()函數(shù)只做兩件事，將連接請(qǐng)求從全連接隊(duì)列中取出，給該連接分配一個(gè)fd并返回。

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

4.7 消息的發(fā)送和接收

read()/write()

recv()/send()

readv()/writev()

recvmsg()/sendmsg()

recvfrom()/sendto()

#include <unistd.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); // 目的fd 消息 消息長(zhǎng)度
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
              const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                 struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

4.8 粘包問(wèn)題

2個(gè)數(shù)據(jù)包同時(shí)被提出，但是由于數(shù)據(jù)是在一起的，沒(méi)有辦法分離

解決方法：

• 在包頭添加一個(gè)數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度的字段，標(biāo)明長(zhǎng)度來(lái)確定數(shù)據(jù)包
• 在包結(jié)束后添加分割符，這里注意分割符要選擇不經(jīng)常使用的

注意： 1優(yōu)于2，因?yàn)椋砑臃指罘?，需要遍歷整個(gè)消息來(lái)找到分隔符，這樣大大影響效率，但是2可以結(jié)合1使用。

4.9 close

#include <unistd.h>
int close(int fd);

close操作只是使相應(yīng)socket描述字的引用計(jì)數(shù)-1，只有當(dāng)引用計(jì)數(shù)為0的時(shí)候，才會(huì)觸發(fā)TCP客戶端向服務(wù)器發(fā)送終止連接請(qǐng)求。

過(guò)程分析

1.正常情況下一方調(diào)用close情況如下圖：

2.當(dāng)雙方同時(shí)調(diào)用close，如下圖:

當(dāng)同時(shí)發(fā)送close時(shí)，兩邊同時(shí)發(fā)送fin 和ack 這時(shí)候調(diào)用time_wait等待消息發(fā)送完畢。

Fin_wait_1作用？

等待對(duì)方回復(fù)，超時(shí)自動(dòng)重發(fā)fin。

Fin_wait_2作用？

等待對(duì)方業(yè)務(wù)邏輯處理后，發(fā)送fin包。這里有可能出現(xiàn)死等待的情況服務(wù)器如果出現(xiàn)大量的Fin_wait_2可能需要考慮是不是沒(méi)有close，或者close之前做了耗時(shí)操作。time_wait 作用？

防止最后一個(gè)ACK沒(méi)有順利到達(dá)對(duì)方，超時(shí)重新發(fā)送ack。time_wait時(shí)常一般是120s可以修改。

服務(wù)器掉線重啟出現(xiàn)端口被占用怎么辦？

其實(shí)主要是由于還處于time_wait狀態(tài)，端口并沒(méi)有真正釋放。這時(shí)候可以設(shè)置SO_REUSEADDR屬性，保證掉線能馬上重連。