一、进程
1.进程概念
对于操作系统而言，每运行一个程序，系统会创建一个进程，在这个过程中，进行资源分配和调度。
2.进程通信
由于在操作系统内部，不同进程间相互独立运作，其内部资源独立，在特殊需求下要求进程间相互通信，而进程通信便是进程间进行信息交流和同步的机制。
3.进程通信原理
每个进程的用户地址空间都是独立的，一般而言是不能互相访问的，但内核空间是每个进程都共享的，所以进程之间要通信必须通过内核。如图1所示：
二、Socket基于TCP/IP通信模型
Socket通信不仅可以跨网络与不同主机的进程间通信，还可以在同主机上进程间通信。
1.不同主机间的通信流程。
如图2所示。
第一步：服务端和客户端各自初始化socket。
int socket(int domain, int type, int protocal)
详细介绍创建socket方法：
domain：即协议域，又称为协议族，常用的协议族有AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL（或称AF_UNIX，Unix域socket）、AF_ROUTE等。
协议族决定了socket的地址类型，在通信中必须采用对应的地址，如AF_INET决定了要用ipv4地址（32位的）与端口号（16位的）的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
type：指定socket类型。常用的socket类型：SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等。
protocol：指定协议。常用的协议：IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议。
根据type和protocol组合的不同又分为SOCK_STREAM和SOCK_SEQPACKET是面向链接的类型，因此protocol也应该选择面向链接的tcp协议。当protocol为0时，会自动选择type对应的默认协议。
第二步骤：服务端绑定IP地址和端口。
int bind(int socket, const struct sockaddr *address, socklen_t address_len)
sockfd：是通过socket()函数创建的唯一标识一个socket。bind()函数就是给这个描述字绑定一个名字。
addr：指向要绑定给sockfd的协议地址。这个地址结构根据地址创建socket时的地址协议族的不同而不同，如ipv4对应的是：
struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */
in_port_t sin_port; /* port in network byte order */
struct in_addr sin_addr; /* internet address */
};
/* Internet address. */
struct in_addr {
uint32_t s_addr; /* address in network byte order */
};
第三步：服务端进行监听；
int listen(int sockfd, int backlog)
第四步：服务端调用accept，客户端调用 connect，建立链接。
int accept(int sockfd,struct sockaddr *addr,socklen_t *addrlen)
int connect (int sockfd,struct sockaddr * serv_addr,int addrlen);
第五步：客户端调用send写入数据；服务端调用 recv读取数据。
int connect (int sockfd,struct sockaddr * serv_addr,int addrlen);
int recv( SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags);
2.同主机内部进程间的通信
UNIX Domain Socket是在socket的框架上发展出一种IPC机制，尽管网络socket只要将lookback地址设置为127.0.0.1，便能进行同一台主机的进程间通讯，但是UNIX Domain Socket用于IPC更有效率：不需要经过网络协议栈，不需要打包拆包、计算校验和、维护序号和应答等，只是将应用层数据从一个进程拷贝到另一个进程。UNIX Domain Socket在通信流程上与socket流程保持一致，但是部分有所区别。
SOCK_STREAM 式本地套接字的通信双方均需要具有本地地址，其中服务器端的本地地址需要明确指定，指定方法是使用 struct sockaddr_un 类型的变量。
#define UNIX_PATH_MAX 108
struct sockaddr_un {
sa_family_t sun_family; /* AF_UNIX */
char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; /* pathname */
};
需要注意的是其socket进程通信命名方式有两种：
第一种是普通的命名：
//name the server socket
server_addr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(server_addr.sun_path,"/tmp/UNIX.domain");
server_len = sizeof(struct sockaddr_un);
client_len = server_len;1
第二种是抽象命名空间：
#define SERVER_NAME @socket_server
//name the socket
server_addr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(server_addr.sun_path, SERVER_NAME);
server_addr.sun_path[0]=0;
//server_len = sizeof(server_addr);
server_len = strlen(SERVER_NAME) + offsetof(struct sockaddr_un, sun_path);
二、代码采用同主机的进程通信方式，即UNIX Domain Socket方式。
以下部分主要代码：
客户端源文件：
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include<qdebug.h>
extern "C"
{
#include <sys/types.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
}
MainWindow::MainWindow()
{
}
void MainWindow::thread_run()
{
while(1)
{
sleep(1);
if(_need_to_connect)// 需要重连接
{
qDebug()<<"client thread";
_deconstruct_socket();
_construct_socket();
}
else
{
senddata();
}
}
}
void MainWindow::senddata()
{
char snd_buf[1024];
qDebug()<<"client connect sucessful!";
memset(snd_buf,0,1024);
strcpy(snd_buf,"the message sended 户!");
//send info server
ssize_t len=write(_sockfd,snd_buf,sizeof(snd_buf));
if(len<=0)
{
perror("send data error!");
_need_to_connect=true;
}
}
int MainWindow::_construct_socket()
{
if(-1 != _sockfd)
{
return FORK_CTRL_RET_SOCK_ERR;
}
struct sockaddr_un addr;
socklen_t addr_len(sizeof(addr));
int ret(-1);
// 设置阻塞方式send的超时
struct timeval send_timeout = {1, 0}; //1秒
// 设置阻塞方式connect的超时
struct timeval connect_timeout = {5, 0}; // 5秒
// socket
_sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
if(-1 == _sockfd)
{
return FORK_CTRL_RET_SOCK_ERR;
}
addr.sun_family = AF_UNIX;
strncpy(addr.sun_path, SOCK_PROTECT, sizeof(addr.sun_path));
// 设置阻塞方式下的connect超时
setsockopt(_sockfd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO,
(char *)&connect_timeout, sizeof(struct timeval));
// send是在Mx主线程中执行的，设置阻塞方式下的send超时
setsockopt(_sockfd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO,
(char *)&send_timeout, sizeof(struct timeval));
// connect
ret = connect(_sockfd, (struct sockaddr *)&addr, addr_len);
if(-1 == ret)
{
return FORK_CTRL_RET_SOCK_ERR;
}
qDebug()<<"client connect succes!";
// 设置为非阻塞工作模式，必须等到connect返回以后再设置。
//fcntl(_sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
_need_to_connect = false;
return FORK_CTRL_RET_SUCCESS;
}
/******************************************************************************
释放和守护进程通信的socket及相关资源
******************************************************************************/
void MainWindow::_deconstruct_socket()
{
::close(_sockfd);
// 即使sockfd为-1也没关系。
_sockfd = -1;
sleep(3);
// 关闭socket后需要休眠，以确保网络资源的释放
return;
}
MainWindow::~MainWindow()
{
}
服务端源文件：
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include<qdebug.h>
extern "C"
{
#include <sys/types.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
}
MainWindow::MainWindow()
{
_need_to_connect=true;
_accept_fd=-1;
_sockfd=-1;
}
void MainWindow::thread_run()
{
while(1)
{
sleep(1);
if(_need_to_connect) //需要重连接
{
//QDebug("1111111111111111");
qDebug()<<"sever";
_deconstruct_socket();
_construct_socket();
}
else
{
getdata();
senddata();
}
}
}
void MainWindow::senddata()
{
char snd_buf[1024];
memset(snd_buf,0,1024);
strcpy(snd_buf,"it's ddddddddd!");
//send info server
qDebug()<<"dddddddd";
ssize_t len=write(_accept_fd,snd_buf,sizeof(snd_buf));
qDebug()<<"sever fd="<<_accept_fd;
//debug("client is sending data !\n");
}
void MainWindow::getdata()
{
char recv_buf[1024];
memset(recv_buf,0,1024);
int num=read(_accept_fd,recv_buf,sizeof(recv_buf));
//printf("Message from client (%d)) :%s/n",num,recv_buf);
qDebug()<<"receive data len="<<num;
if(num<=0)
{
unlink(SOCK_PROTECT);
_need_to_connect=true;
return;
}
qDebug()<<"see:"<<recv_buf;
}
int MainWindow::_construct_socket()
{
if(-1 != _sockfd)
{
return FORK_CTRL_RET_SOCK_ERR;
}
struct sockaddr_un addr;
socklen_t addr_len(sizeof(addr));
struct sockaddr_un clt_addr;
socklen_t clt_addr_len(sizeof(clt_addr));
int ret(-1);
//设置阻塞方式send的超时
struct timeval send_timeout = {1, 0}; //1秒
//设置阻塞方式connect的超时
struct timeval connect_timeout = {5, 0}; // 5秒
// socket
_sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
if(-1 == _sockfd)
{
return FORK_CTRL_RET_SOCK_ERR;
}
unlink(SOCK_PROTECT);
addr.sun_family = AF_UNIX;
strncpy(addr.sun_path, SOCK_PROTECT, sizeof(addr.sun_path));
qDebug()<<"sever connecting!";
#if 1
ret=bind(_sockfd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
if(ret==-1)
{
unlink(SOCK_PROTECT);
return FORK_CTRL_RET_SOCK_ERR;
}
//listen sockfd
ret=listen(_sockfd,1);
if(ret==-1)
{
unlink(SOCK_PROTECT);
return FORK_CTRL_RET_SOCK_ERR;
}
qDebug()<<"server waiting!";
//have connect request use accept
_accept_fd=accept(_sockfd,(struct sockaddr*)&clt_addr,&clt_addr_len);
qDebug()<<"server connect succes!";
if(_accept_fd<0)
{
unlink(SOCK_PROTECT);
return FORK_CTRL_RET_SOCK_ERR;
}
#endif
qDebug()<<"sever connect sucessful!";
//设置为非阻塞工作模式，必须等到connect返回以后再设置。
//fcntl(_sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
_need_to_connect = false;
return FORK_CTRL_RET_SUCCESS;
}
/******************************************************************************
释放和守护进程通信的socket及相关资源
******************************************************************************/
void MainWindow::_deconstruct_socket()
{
::close(_sockfd);//即使sockfd为-1也没关系。
_sockfd = -1;
::close(_accept_fd);//即使sockfd为-1也没关系。
_accept_fd = -1;
sleep(3);//关闭socket后需要休眠，以确保网络资源的释放
return;
}
MainWindow::~MainWindow()
{
}
