前面一小節(jié),我們已經(jīng)寫(xiě)出了TcpServer的構(gòu)造函數(shù)。這個(gè)函數(shù)的實(shí)際作用,就是創(chuàng)建了listen socket(監(jiān)聽(tīng)嵌套字)。這一節(jié),我們來(lái)具體分析這個(gè)創(chuàng)建的過(guò)程。
socket和sockaddr的創(chuàng)建是可以相互獨(dú)立的
在函數(shù)中,我們首先通過(guò)socket()系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建了listenSock,然后通過(guò)為結(jié)構(gòu)體賦值的方法具體定義了服務(wù)器端的sockaddr。(memset()函數(shù)的作用是把某個(gè)內(nèi)存段的空間設(shè)定為某值,這里是清零。)其他的概念已經(jīng)在前一小節(jié)講完了。這里需要補(bǔ)充的是說(shuō)明宏定義INADDR_ANY。這里的意思是使用本機(jī)所有可用的IP地址。當(dāng)然,如果你機(jī)器綁定了多個(gè)IP地址,你也可以指定使用哪一個(gè)。
數(shù)據(jù)流簡(jiǎn)易模型(SOCK_STREAM)
我們的例子以電話做的比喻,實(shí)際上,socket stream模型不完全類(lèi)似電話,它至少有以下這些特點(diǎn):
1、一種持續(xù)性的連接。這點(diǎn)跟電話是類(lèi)似的,也可以想象成流動(dòng)著液體的水管。一旦斷開(kāi),這種流動(dòng)就會(huì)中斷。
2、數(shù)據(jù)包的發(fā)送實(shí)際上是非連續(xù)的。這個(gè)世界上有什么事物是真正的線性連續(xù)的?呵呵,扯遠(yuǎn)了,這貌似一個(gè)哲學(xué)問(wèn)題。我們僅僅需要知道的是,一個(gè)數(shù)據(jù)包不可能是無(wú)限大的,所以,總是一個(gè)小數(shù)據(jù)包一個(gè)小數(shù)據(jù)包這樣的發(fā)送的。這一點(diǎn),又有點(diǎn)像郵包的傳遞。這些數(shù)據(jù)包到達(dá)與否,到達(dá)的先后次序本身是無(wú)法保證的,即是說(shuō),是IP協(xié)議無(wú)法保證的。但是stream形式的TCP協(xié)議,在IP之上,做了一定到達(dá)和到達(dá)順序的保證。
3、傳送管道實(shí)際上是非封閉的。要不干嘛叫“網(wǎng)絡(luò)”-_-!!!。我們之所以能保證數(shù)據(jù)包的“定點(diǎn)”傳送,完全是依靠每個(gè)數(shù)據(jù)包都自帶了目的地址信息。
由此可見(jiàn),雖然socket和sockaddr可以分別創(chuàng)建,并無(wú)依賴(lài)關(guān)系。但是在實(shí)際使用的時(shí)候,一個(gè)socket至少會(huì)綁定一個(gè)本機(jī)的sockaddr,沒(méi)有自己的“地址信息”,就不能接受到網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包(至少在TCP協(xié)議里面是這樣的)。
socket與本機(jī)sockaddr的綁定
有時(shí)候綁定是系統(tǒng)的任務(wù),特別是當(dāng)你不需要知道自己的IP地址和所使用的端口號(hào)的時(shí)候。但是,我們現(xiàn)在是建立服務(wù)器,你必須告訴客戶(hù)端你的連接信息:IP和Port。所以,我們需要指明IP和Port,然后進(jìn)行綁定。
- int bind(int socket, struct sockaddr* localAddress, unsigned int addressLength);
作為C++的程序員,也許你會(huì)覺(jué)得這個(gè)函數(shù)很不友好,它似乎更應(yīng)該寫(xiě)成:
- int bind_cpp_style(int socket, const sockaddr& localAddress);
我們需要通過(guò)函數(shù)原型指明兩點(diǎn):
1、我們僅僅使用sockaddr結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),但并不會(huì)對(duì)原有的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改;
2、我們使用的是完整的結(jié)構(gòu)體,而不僅僅是這個(gè)結(jié)構(gòu)體的指針。(很顯然光用指針是無(wú)法說(shuō)明結(jié)構(gòu)體大小的)
幸運(yùn)的是,在Linux的實(shí)現(xiàn)中,這個(gè)函數(shù)已經(jīng)被寫(xiě)為:
- #include <sys/socket.h>
- /* Give the socket FD the local address ADDR (which is LEN bytes long). */
- extern int bind (int __fd, __CONST_SOCKADDR_ARG __addr, socklen_t __len)
- __THROW;
看到親切的const,我們就知道這個(gè)指針帶入是沒(méi)有“副作用”的。
監(jiān)聽(tīng):listen()
stream流模型形式上是一種“持續(xù)性”的連接,這就是要求信息的流動(dòng)是“可來(lái)可去”的。也就是說(shuō),stream流的socket除了綁定本機(jī)的sockaddr,還應(yīng)該擁有對(duì)方sockaddr的信息。在listen()中,這“對(duì)方的sockaddr”就可以不是某一個(gè)特定的sockaddr。實(shí)際上,listen socket的目的是準(zhǔn)備被動(dòng)的接受來(lái)自“所有”sockaddr的請(qǐng)求。所以,listen()反而就不能指定某個(gè)特定的sockaddr。
- int listen(int socket, int queueLimit);
其中第二個(gè)參數(shù)是等待隊(duì)列的限制,一般設(shè)置在5-20。Linux中實(shí)現(xiàn)為:
- #include <sys/socket.h>
- /* Prepare to accept connections on socket FD.
- N connection requests will be queued before further requests are refused.
- Returns 0 on success, -1 for errors. */
- extern int listen (int __fd, int __n) __THROW;
完成了這一步,回到我們的例子,就像是讓你小弟在電話機(jī)前做好了接電話的準(zhǔn)備工作。需要再次強(qiáng)調(diào)的是,這些行為僅僅是改變了socket的狀態(tài),實(shí)際上我想強(qiáng)調(diào)的是,為什么這些函數(shù)不會(huì)造成block(阻塞)的原因。(block的概念以后再解釋?zhuān)?/p>