78-socketpair 函数

如果涉及到父子进程间的通信，我们就没有必要弄的那么麻烦，不需要再创建套接字地址，不需要绑定。函数 socketpair 会创建两个连接好的套接字。

1. socketpair 函数

int socketpair(int family, int protocol, int  sockfd[2]);

family 参数只能是 AF_LOCAL 或 AF_UNIX，protocol 只能是 0. type 参数既可以是 SOCK_STREAM，也可以是 SOCK_DGRAM.

将 type 指定为 SOCK_STREAM 得到的结果称为流管道(stream pipe)，它和 pipe 创建的普通 unix 管道非常像，只不过，stream pipe 是全双工的。所以使用起来，它比 pipe 函数更加方便。

2. 示例

下面是使用 socketpair 函数用于父子进程通信的伪代码：

int main() {
  int nr, pid, sockfd[2];
  char buf[4096];
  socketpair(AF_LOCAL, 0, sockfd);
  pid = fork();
  if (pid == 0) {
    // 子进程关闭 0 号描述符，因为它只使用 1 号
    close(sockfd[0]);
    nr = read(sockfd[1], buf, 4096);
    write(STDOUT_FILENO, buf, nr);
    exit(0);
  }

  // 父进程关闭 1 号描述符，它只使用 0 号。
  close(sockfd[1]);
  // 父进程向流管道写入数据
  write(sockfd[0], "hello", 5);
  waitpid(pid, NULL, 0);
  return 0;
}

3. 使用 socketpair 的案例

3.1 程序路径

如果你已经 clone 过这个代码了，请使用 ​​git pull​​​ 更新一下。本节程序所使用的程序路径是 ​​unp/program/unixdomainprotocols/sockpair​​.

3.2 程序说明

在此路径下有两个程序，分别是 main 和 upper. upper 函数从标准输入读取数据，转换成大写后输出到标准输出。

main 程序从标准输入读取数据，并 fork 一个子进程，该子进程 exec upper 程序后，将数据写入到 upper 程序的标准输入，然后再从 upper 程序的标准输出读取数据，打印到屏幕。

这两个程序的数据传输如图 1.

图1 main 和 upper 的数据传输

这个程序的难点在于，main 程序 fork exec 后，如何向 upper 的标准输入与输出写数据和读数据。其实很简单，使用 dup2 函数重新定向描述符即可。

我们把 main 和 upper 这种关系称之为协作，下面是伪代码。

socketpair(AF_LOCAL, 0, sockfd[2]);
pid = fork();
if (pid == 0) {
   close(sockfd[0]);
   // 将 sockfd[1] 复制一份，让 STDIN_FILENO 也指向它
   dup2(sockfd[1], STDIN_FILENO);
   dup2(sockfd[1], STDOUT_FILENO);
   execl("upper", "upper", NULL);
   exit(1);
}

// 父进程

close(sockfd[1]);

// read and write sockfd[0]...

3.3 运行结果

图2 程序运行结果

4. 总结

• 掌握 socketpair 的用法