accept()函数

        服务器调用 listen()函数之后，就会进入到监听状态，等待客户端的连接请求，使用 accept()函数获取客户端的连接请求并建立连接。函数原型如下所示：

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

        为了能够正常让客户端能正常连接到服务器，服务器必须遵循以下处理流程：

        ①、调用 socket()函数打开套接字；

        ②、调用 bind()函数将套接字与一个端口号以及 IP 地址进行绑定；

        ③、调用 listen()函数让服务器进程进入监听状态，监听客户端的连接请求；

        ④、调用 accept()函数处理到来的连接请求。

        accept()函数通常只用于服务器应用程序中，如果调用 accept()函数时，并没有客户端请求连接（等待连接队列中也没有等待连接的请求），此时 accept()会进入阻塞状态，直到有客户端连接请求到达为止。当有客户端连接请求到达时，accept()函数与远程客户端之间建立连接，accept()函数返回一个新的套接字。这个套接字与 socket()函数返回的套接字并不同，socket()函数返回的是服务器的套接字（以服务器为例），而 accept()函数返回的套接字连接到调用 connect()的客户端，服务器通过该套接字与客户端进行数据交互，譬如向客户端发送数据、或从客户端接收数据。

        所以，理解 accept()函数的关键点在于它会创建一个新的套接字，其实这个新的套接字就是与执行 connect()（客户端调用 connect()向服务器发起连接请求）的客户端之间建立了连接，这个套接字代表了服务器与客户端的一个连接。如果 accept()函数执行出错，将会返回-1，并会设置 errno 以指示错误原因。

        参数 addr 是一个传出参数，参数 addr 用来返回已连接的客户端的 IP 地址与端口号等这些信息。参数 addrlen 应设置为 addr 所指向的对象的字节长度，如果我们对客户端的 IP 地址与端口号这些信息不感兴趣， 可以把 arrd 和 addrlen 均置为空指针 NULL。

connect()函数

        connect()函数原型如下所示：

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

        该函数用于客户端应用程序中，客户端调用 connect()函数将套接字 sockfd 与远程服务器进行连接，参数 addr 指定了待连接的服务器的 IP 地址以及端口号等信息，参数 addrlen 指定了 addr 指向的 struct sockaddr 对象的字节大小。

        客户端通过 connect()函数请求与服务器建立连接，对于 TCP 连接来说，调用该函数将发生 TCP 连接的握手过程，并最终建立一个 TCP 连接，而对于 UDP 协议来说，调用这个函数只是在 sockfd 中记录服务器 IP 地址与端口号，而不发送任何数据。

        函数调用成功则返回 0，失败返回-1，并设置 errno 以指示错误原因。

发送和接收函数

        一旦客户端与服务器建立好连接之后，我们就可以通过套接字描述符来收发数据了（对于客户端使用 socket()返回的套接字描述符，而对于服务器来说，需要使用 accept()返回的套接字描述符），这与我们读写普通文件是差不多的操作，譬如可以调用 read()或 recv()函数读取网络数据，调用 write()或 send()函数发送数据。

        read()函数

        read()函数大家都很熟悉了，通过 read()函数从一个文件描述符中读取指定字节大小的数据并放入到指定的缓冲区中，read()调用成功将返回读取到的字节数，此返回值受文件剩余字节数限制，当返回值小于指定的字节数时并不意味着错误；这可能是因为当前可读取的字节数小于指定的字节数（比如已经接近文件结尾，或者正在从管道或者终端读取数据，或者 read()函数被信号中断等），出错返回-1 并设置 errno，如果在调 read 之前已到达文件末尾，则这次 read 返回 0。

        套接字描述符也是文件描述符，所以使用 read()函数读取网络数据时，read()函数的参数 fd 就是对应的套接字描述符。

        recv()函数

        recv()函数原型如下所示：

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

        不论是客户端还是服务器都可以通过 revc()函数读取网络数据，它与 read()函数的功能是相似的。参数 sockfd 指定套接字描述符，参数 buf 指向了一个数据接收缓冲区，参数 len 指定了读取数据的字节大小，参数 flags 可以指定一些标志用于控制如何接收数据。

        函数 recv()与 read()很相似，但是 recv()可以通过指定 flags 标志来控制如何接收数据，这些标志如下所示：

         通常一般我们将 flags 参数设置为 0，当然，你可以根据自己的需求设置该参数。

        当指定 MSG_PEEK 标志时，可以查看下一个要读取的数据但不真正取走它，当再次调用 read 或 recv 函数时，会返回刚才查看的数据。

        对于 SOCK_STREAM 类型套接字，接收的数据可以比指定的字节大小少。MSG_WAITALL 标志会阻止这种行为，知道所请求的数据全部返回，recv 函数才会返回。对于 SOCK_DGRAM 和 SOCK_SEQPACKET 套接字，MSG_WAITALL 标志并不会改变什么行为，因为这些基于报文的套接字类型一次读取就返回整个报文。

        如果发送者已经调用 shutdown 来结束传输，或者网络协议支持按默认的顺序关闭并且发送端已经关闭，那么当所有的数据接收完毕后，recv 会返回 0。

        recv 在调用成功情况下返回实际读取到的字节数。

       write()函数

       通过 write()函数可以向套接字描述符中写入数据，函数调用成功返回写入的字节数，失败返回-1，并设置 errno 变量。

        send()函数

        函数原型如下所示：

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

        send 和 write 很相似，但是 send 可以通过参数 flags 指定一些标志，来改变处理传输数据的方式。这些标志如下所示：

         即使 send()成功返回，也并不表示连接的另一端的进程就一定接收了数据，我们所能保证的只是当 send 成功返回时，数据已经被无错误的发送到网络驱动程序上。

close()关闭套接字

        当不再需要套接字描述符时，可调用 close()函数来关闭套接字，释放相应的资源。

IP 地址格式转换函数

        对于人来说，我们更容易阅读的是点分十进制的 IP 地址，譬如 192.168.1.110、192.168.1.50，这其实是 一种字符串的形式，但是计算机所需要理解的是二进制形式的 IP 地址，所以我们就需要在点分十进制字符串和二进制地址之间进行转换。

        点分十进制字符串和二进制地址之间的转换函数主要有：inet_aton、inet_addr、inet_ntoa、inet_ntop、 inet_pton 这五个。使用它们需要包含头文件<sys/socket.h>、<arpa/inet.h>以及<netinet/in.h>。

inet_aton、inet_addr、inet_ntoa 函数

        这些函数可将一个 IP 地址在点分十进制表示形式和二进制表示形式之间进行转换，这些函数已经废弃了，基本不用这些函数了，但是在一些旧的代码中可能还会看到这些函数。完成此类转换工作我们应该使用下面介绍的这些函数。

inet_ntop、inet_pton 函数

        inet_ntop()、inet_pton()与 inet_ntoa()、inet_aton()类似，但它们还支持 IPv6 地址。它们将二进制 Ipv4 或 Ipv6 地址转换成以点分十进制表示的字符串形式，或将点分十进制表示的字符串形式转换成二进制 Ipv4 或 Ipv6 地址。使用这两个函数只需包含头文件<arpa/inet.h>即可！

        inet_pton()函数

        inet_pton()函数原型如下所示：

int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);

        inet_pton()函数将点分十进制表示的字符串形式转换成二进制 Ipv4 或 Ipv6 地址。

        将字符串 src 转换为二进制地址，参数 af 必须是 AF_INET 或 AF_INET6，AF_INET 表示待转换的 Ipv4 地址，AF_INET6 表示待转换的是 Ipv6 地址；并将转换后得到的地址存放在参数 dst 所指向的对象中，如果参数 af 被指定为 AF_INET，则参数 dst 所指对象应该是一个 struct in_addr 结构体的对象；如果参数 af 被指定为 AF_INET6，则参数 dst 所指对象应该是一个 struct in6_addr 结构体的对象。

        inet_pton()转换成功返回 1。如果 src 不包含表示指定地址族中有效网络地址的字符串， 则返回 0。如果 af 不包含有效的地址族，则返回-1 并将 errno 设置为 EAFNOSUPPORT。

使用示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>

#define IPV4_ADDR "192.168.1.222"

int main(void){
    struct in_addr addr;
    inet_pton(AF_INET, IPV4_ADDR, &addr);
    printf("ip addr: 0x%x\n", addr.s_addr);
    exit(0);
}

测试结果

         inet_ntop()函数

        inet_ntop()函数执行与 inet_pton()相反的操作，函数原型如下所示

const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size);

        参数 af 与 inet_pton()函数的 af 参数意义相同。

        参数 src 应指向一个 struct in_addr 结构体对象或 struct in6_addr 结构体对象，依据参数 af 而定。函数 inet_ntop()会将参数 src 指向的二进制 IP 地址转换为点分十进制形式的字符串，并将字符串存放在参数 dts 所指的缓冲区中，参数 size 指定了该缓冲区的大小。

        inet_ntop()在成功时会返回 dst 指针。如果 size 的值太小了，那么将会返回 NULL 并将 errno 设置为 ENOSPC。

使用示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(void){
    struct in_addr addr;
    char buf[20] = {0};
    addr.s_addr = 0xde01a8c0;
    inet_ntop(AF_INET, &addr, buf, sizeof(buf));
    printf("ip addr: %s\n", buf);
    exit(0);
}

测试结果：

常用的socket函数学习到这，下一篇将通过简单的例子进行socket实战。