socketpair 函数的定义和作用

socketpair 是一个在 UNIX 系统上用于创建一对通信套接字的系统调用。它可以用于进程间通信（IPC，Inter-Process Communication），允许两个进程通过这对套接字进行双向的数据交换。

socketpair 函数的定义和作用

函数原型：

int socketpair(int domain, int type, int protocol, int sv[2]);

• domain：指定协议族，通常使用 PF_UNIX（也可以写作 AF_UNIX）表示 UNIX 域协议，用于本地进程间通信。
• type：指定套接字类型，通常使用 SOCK_STREAM（用于流式套接字）或 SOCK_DGRAM（用于数据报套接字）。
• protocol：指定协议，通常为 0，表示使用默认协议。
• sv[2]：是一个包含两个整型值的数组，用于返回创建的两个套接字的文件描述符。这两个文件描述符代表这对连接的套接字，两个文件描述符可以在两个进程之间进行通信。

socketpair 的工作原理

socketpair 创建一对已连接的套接字，这对套接字的文件描述符 sv[0] 和 sv[1] 可以分别在两个进程之间传递，用于双向通信。

• 当一个进程向 sv[0] 发送数据时，另一个进程可以通过 sv[1] 接收数据，反之亦然。
• 这种通信方式适用于同一台机器上的进程之间，无需使用网络协议栈。通常，它被用于同一台主机上的父进程与子进程之间的通信，或者在多进程应用程序中用于不同进程之间的消息传递。

返回值

• 成功：如果 socketpair 成功创建了套接字，返回 0，并且 sv 数组将包含两个套接字的文件描述符。
• 失败：如果创建失败，返回 -1，并设置 errno 以指示错误原因。

示例代码

下面是一个简单的使用 socketpair 创建通信套接字的例子：

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

int main() {
    int sv[2];  // 用于存放套接字文件描述符
    char buf[100];
    pid_t pid;

    // 创建一对连接的套接字
    if (socketpair(PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sv) == -1) {
        perror("socketpair");
        return 1;
    }

    pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        return 1;
    }

    if (pid == 0) {  // 子进程
        close(sv[0]);  // 关闭子进程中不需要的文件描述符
        write(sv[1], "Hello from child", 16);  // 向父进程发送数据
    } else {  // 父进程
        close(sv[1]);  // 关闭父进程中不需要的文件描述符
        read(sv[0], buf, sizeof(buf));  // 从子进程读取数据
        printf("Received from child: %s\n", buf);
    }

    return 0;
}

解释

1. socketpair(PF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sv) 创建一对连接的 UNIX 域套接字，sv[0] 和 sv[1] 用于父子进程间的通信。
2. 父进程通过 fork 创建一个子进程。
3. 父进程关闭 sv[1]（不使用），子进程关闭 sv[0]（不使用），然后使用 write 和 read 进行数据交换。

总结

socketpair 是一个非常有用的系统调用，特别适用于进程间通信（IPC）。它通过创建一对双向的通信套接字，使得两个进程可以在同一台机器上进行高效、低延迟的数据交换，常用于父子进程之间的通信。