3、Unix域套接字

UNIX域套接字用于和运行在同一台机器上面的进程进行通信。尽管因特网域的套接字也可以用于同样的目的，但是UNIX域的套接字的效率更高。UNIX域的套接字只拷贝数据，它门没有对协议的相关处理，没有网络头的添加和移除，没有校验和的计算，没有顺序号码的生成，也没有对发送的确认。

UNIX域套接字同时提供了流和数据报的接口。但是UNIX域数据报服务是可靠的，消息不会丢失也不会乱序。UNIX域套接字类似套接字和pipes的综合。你可以使用面向网络的套接字接口来使用它们或者你也可以使用socketpair函数创建一对匿名的，连接的UNIX域套接字。

匿名UNIX域套接字

#include <sys/socket.h>
int socketpair(int domain, int type, int protocol, int sockfd[2]);

返回：如果成功返回0，如果错误返回1。

尽管这个接口足够通用可以允许socketpair在任何域中使用，但是操作系统一般只支持对UNIX域的支持。

举例：使用UNIX域套接字的s_pipe函数

下面的代码展示了基于套接字的s_pipe函数实现。这个函数创建一对面向连接的UNIX域流的套接字。

有些基于BSD的系统使用UNIX 域套接字来实现管道，但是当pipe被调用的时候，管道第一个描述符号的读端以及第二个描述符号的写端都是关闭的。为了获得一个全双工的管道，我们必须直接调用socketpair。

#include "apue.h"
#include <sys/socket.h>

/*
 * Returns a full-duplex "stream" pipe (a UNIX domain socket)
 * with the two file descriptors returned in fd[0] and fd[1].
 */
int s_pipe(int fd[2])
{
    return(socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, fd));
}

有名UNIX域套接字

尽管socketpair函数创建了互相连接的套接字，但是它们并没有名字。也就是说，它们不能通过没有亲属关系的进程被访问到。在前面，我们学到了如何将一个地址绑定到一个因特网的套接字上面。如同因特网的套接字一样，UNIX域套接字可以有名称并且用来做为某些服务的通知。然而，UNIX域的套接字和因特网的套接字有所不同。

在前面我们知道， 套接字的地址格式对于每个系统实现来说有所不同 。一个用于UNIX域套接字的地址可以使用sockaddr_un结构来进行表示。

在Linux 2.4.22和Solaris 9中，sockaddr_un结构如下，并定义在<sys/un.h>中：

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

在FreeBSD 5.2.1和Mac OS X 10.3中，sockaddr_un结构的定义如下：

struct sockaddr_un {
        unsigned char  sun_len;         /* length including null */
        sa_family_t    sun_family;      /* AF_UNIX */
        char           sun_path[104];   /* pathname */
};

sockaddr_un结构中的sun_path成员包含了一个路径。当我们将一个地址绑定到一个UNIX域的套接字上面的时候，系统以同样的名字创建了一个S_IFSOCK类型的文件。这个文件只用来通知客户程序套接字的名称。这个文件不能被打开只能用于应用程序之间的通信。

如果这个文件在我们想要绑定同样名称的地址的时候已经存在了，这个绑定的请求将会失败。当我们关闭套接字的时候，文件不会被自动地删除，所以我们需要确保当我们程序退出的时候将这个文件unlink。

举例:绑定一个地址到UNIX域套接字

后面的代码展示了绑定一个地址到UNIX域套接字的例子。

#include "apue.h"
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
int main(void)
{
    int fd, size;
    struct sockaddr_un un;

    un.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(un.sun_path, "foo.socket");
    if ((fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
        err_sys("socket failed");
    size = offsetof(struct sockaddr_un, sun_path) + strlen(un.sun_path);
    if (bind(fd, (struct sockaddr *)&un, size) < 0)
        err_sys("bind failed");
    printf("UNIX domain socket bound\n");
    exit(0);
}

当我们运行这个程序的时候，绑定请求成功，但是如果我们再次运行这个程序，我们会得到一个错误。因为，这个文件已经存在了，如果我们不删除这个文件那么这个程序不会再次成功运行。

$ ./a.out                                       run the program
UNIX domain socket bound
$ ls -l foo.socket                              look at the socket file
srwxrwxr-x 1 sar        0 Aug 22 12:43 foo.socket
$ ./a.out                                       try to run the program again
bind failed: Address already in use
$ rm foo.socket                                 remove the socket file
$ ./a.out                                       run the program a third time
UNIX domain socket bound                        now it succeeds

这里，我们确定bind的地址的大小的方法是使用offsetof函数来确定sun_path成员的偏移再加上其大小，并 没有包含其中的NULL字符串结束字节 。因为不同的系统实现sun_path成员前面都有什么是不一样的，我们使用<stddef.h>中的offsetof宏来从结构的最开始进行计算。这个offsetof宏的定义如下：

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((int)&((TYPE *)0)->MEMBER)

这个表达式会计算一个整数，这个整数代表一个成员的起始地址，并且假定整个结构的起始地址是0。