Unix下socket编程常用系统调用函数：Server端

1. linux Socket(2) 函数

socket()函数创建了一个通信节点，并且返回一个指向这个阶段的文件描述符fd。调用的方法如下

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>

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

参数的描述

domain用来选择通信协议，参数主要有一下一些常用类型

AF_UNIX, AF_LOCAL：用于本地通信，Unix Domain Socket
AF_INET：IPv4协议栈
AF_INET6：IPv6协议栈
还有其他一些参看官方文档

type参数定义通信语义

SOCK_STREAM：提供一种有序的，可靠的，双向的，基于连接的字节流
SOCK_DGRAM：支持数据报文（非连接的，不可靠的具有固定的最大字节长度的消息）
SOCK_SEQPACKET：提供一种有序的，可靠的，双向的基于连接的数据传输通道传输数据报文，报文的最大大小固定

在Linux 2.6.27版本以后，type参数可以按位添加新的属性(比如说使用'或'操作)，支持新的一些特性

SOCK_NONBLOCK ：给新打开的文件描述符设置O_NONBLOCK文件状态标识
SOCK_CLOEXEC ：给新打开的文件描述符设置FD_CLOEXEC标识（执行后关闭）

protocol参数指定和socket一起使用的特殊的协议栈（比如说SCTP），

SOCK_STREAM类型的socket是一个全双工的字节流，不预留消息边界：

一个stream socket必须处于连接状态才能收发数据；
通过调用connect()函数来连接到另一个创建的socket；
一旦连接建立起来了，就可以通过read()和write()函数调用来进行数据传输了；
最后调用close()函数关闭连接；
实现了SOCK_STREAM的通信协议栈确保数据不会丢失或者重复；

SOCK_SEQPACKET使用的系统调用和SOCK_STREAM类型的socket一样，唯一的差异是read(2)函数只会返回请求的大小的数据包，多余的接收数据会被丢弃。同时会预留报文的消息边界

2. Linux bind(2)函数

bind()函数调用方法如下

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

参数的描述

通过socket()函数创建完socket以后，这时候socket还是只是属于某一个命名空间（地址族），并没有分配任何的地址。bind()函数通过addr参数来指定了socket的一个地址，sockfd参数是指向这个socket的文件描述符，addrlen指定了地址结构体的字节数。通常我们把这种操作称为是给socket命名。
地址结构体的定义取决于所用的通信协议族，比如说unix domian socket的通信方式AF_UNIX，它的地址结构定义如下:

struct sockaddr_un {
    sa_family_t sun_family;               /* AF_UNIX */
    char        sun_path[108];            /* pathname */
};

而如果socket创建的时候指定的通信协议是IP，比如说AF_INET对应的是IPV4，它的地址结构应该是由IP和Port来组成

struct sockaddr_in {
    sa_family_t    sin_family; /* address family: AF_INET */
    in_port_t      sin_port;   /* port in network byte order */
    struct in_addr sin_addr;   /* internet address */
};

原始的IP协议栈并没有port的概念，只有更高层的传输层协议比如说TCP，UDP才会有port的概念。

3. Linux listen(2)函数

函数的定义如下

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>

int listen(int sockfd, int backlog);

参数的描述

listen()函数把socket标志成一个被动的socket，这个socket可以用于接收新的连接请求。

sockfd指向一个socket，socket的类型是SOCK_STREAM或者SOCK_SEQPACKET。
backlog参数定义socket的等待连接的queue的最大长度。

4. Linux accept(2)函数

函数的定义如下

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

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

参数的描述

系统调用accept()函数用于基于连接的socket（比如说SOCK_STREAM，SOCK_SEQPACKET）。

sockfd是指向要处理的socket的文件描述符。

这个socket首先通过socket(2)函数创建；
然后通过bind(2)函数绑定到一个本地地址；
最后通过函数调用listen(2)处于监听状态；
系统调用accept(2)从socket的等待连接的queue里面取出第一个连接请求，然后创建一个处于连接状态的新的socket，并返回这个socket的文件描述符。新的socket不处于监听状态，老的socket不受影响

addr是指向一个sockaddr结构体的指针，这个结构体里面填写的是对端socket的地址。
addrlen代表地址结构的大小

如果queue里面没有等待的连接请求，并且socket没有标志成nonblocking，accept函数会阻塞等待新的请求；
如果socket标志成了nonblocking，并且queue里面没有等待的请求，accept函数会返回失败。

如果你希望监听socket上的连接请求，并且得到通知，可以使用slelect(2)、poll(2)、epoll(2)等函数。这个时候再去调用accept()函数来获取连接状态的socket

5. Linux connect(2)函数

函数定义

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>

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

参数的描述

系统调用connect()发起一个当前socket到远端地址的一个连接，sockfd指定要发起连接的socket；addr指定连接的目标地址；addrlen指定地址结构体大小。

如果socket的类型是SOCK_DGRAM，addr的地址就是数据报文发送的默认目的地址，并且是数据报文接收的唯一源地址；
如果socket的类型是SOCK_STREAM或者SOCK_SEQPACKET，那么这个系统调用则会建立起一个连接，addr指定绑定的目的地址；

总的来说，基于连接的协议栈可以成功连接一次；非基于连接的协议栈可以连接多次来改变连接联合（association）。

6. Linux poll(2)函数

函数定义

#include <poll.h>

int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);

参数的描述

poll()函数等待一组文件描述符准备好进行I/O操作。

fds参数指定这一组文件描述符，实际上就是一个结构体数组，

struct pollfd{
  int fd;        /*file descriptor*/
  short events;    /* requested events*/
  short revents;    /* returned events */
};

fd代表一个文件描述符，比如说指向一个socket，或者指向一个打开的文件；
events是个bit mask，是一个输入参数，指定当前这个文件描述符期望的操作；
revents也是一个bitmask，是一个输出参数，内核会填写这个字段并返回，告诉application监听到的事件；

nfds参数代表这个结构体数组元素的个数
timeout设定超时长度，单位是毫秒（ms），这个函数调用会阻塞等待，直到出现以下场景：

有一个文件描述符可以进行I/O操作了
被信号量处理打断
超时

返回值

poll函数可能有以下几种返回值

正数，成功的时候返回一个正值，代表revents非零的结构体的个数；
0，超时了，并且没有任何一个文件描述符ready；
-1，发生错误

7. Linux select(2)函数

函数定义及包含的头文件

#include <sys/select.h>

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);