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经常使用的 Linux Socket API 函数释义

1. socket()

int socket(int 协议族, int 套接字类型, int 协议);

📖 解释：创建一个新的套接字，返回一个文件描述符用于后续网络通信.

第 1 个参数 🔑：协议族，指定通信协议类型.

  • 示例：AF_INET（IPv4协议）、AF_INET6（IPv6协议）、AF_UNIX（本地进程间通信）.

第 2 个参数 🔑：套接字类型，指定通信语义.

  • 示例：SOCK_STREAM（TCP流式套接字）、SOCK_DGRAM（UDP数据报套接字）.

第 3 个参数 🔑：具体协议，通常为0（使用默认协议）.

  • 示例：若类型是SOCK_STREAM，则默认协议是IPPROTO_TCP；若类型是SOCK_DGRAM，默认协议是IPPROTO_UDP.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回非负整数（套接字文件描述符）.

  • ❎ 失败时：返回-1，并设置errno（如EACCES权限不足、EINVAL参数无效）.

2. bind()

int bind(int 套接字描述符, const struct sockaddr *地址, socklen_t 地址长度);

📖 解释：将套接字与特定IP地址和端口绑定.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符（通过socket()创建的文件描述符）.

第 2 个参数 🔑：地址（指向sockaddr结构的指针），包含IP和端口.

  • 示例：struct sockaddr_in server_addr（IPv4地址结构），需填充sin_family（AF_INET）、sin_port（htons(8080)）、sin_addr（INADDR_ANY 表示监听所有接口）.

第 3 个参数 🔑：地址长度（地址结构的大小）.

  • 示例：sizeof(struct sockaddr_in).

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回0.

  • ❎ 失败时：返回-1（如端口已被占用，errno=EADDRINUSE）.

3. listen()

int listen(int 套接字描述符, int 积压连接数);

📖 解释：将套接字设为监听模式，等待客户端连接请求.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符（已绑定的套接字）.

第 2 个参数 🔑：积压连接数（等待队列的最大长度）.

  • 示例：5（表示最多允许5个未处理的连接请求）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回0.

  • ❎ 失败时：返回-1（如套接字未绑定，errno=EINVAL）.

4. accept()

int accept(int 监听套接字描述符, struct sockaddr *客户端地址, socklen_t *客户端地址长度);

📖 解释：接受客户端的连接请求，返回新的套接字用于通信.

第 1 个参数 🔑：监听套接字描述符（通过listen()设置的套接字）.

第 2 个参数 🔑：客户端地址（输出参数，保存客户端地址信息）.

  • 示例：struct sockaddr_in client_addr，调用后填充客户端IP和端口.

第 3 个参数 🔑：客户端地址长度（输入输出参数，传入地址结构大小，返回实际大小）.

  • 示例：socklen_t len = sizeof(client_addr);

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回新的套接字描述符（用于与客户端通信）.

  • ❎ 失败时：返回-1（如系统资源不足，errno=ENOMEM）.

5. connect()

int connect(int 套接字描述符, const struct sockaddr *服务器地址, socklen_t 地址长度);

📖 解释：客户端主动连接服务器.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符（客户端通过socket()创建的套接字）.

第 2 个参数 🔑：服务器地址（服务器的IP和端口）.

  • 示例：struct sockaddr_in server_addr，填充sin_family=AF_INET、sin_port=htons(80)、sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.1.1").

第 3 个参数 🔑：地址长度（地址结构的大小）.

  • 示例：sizeof(struct sockaddr_in).

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回0.

  • ❎ 失败时：返回-1（如服务器不可达，errno=ECONNREFUSED）.

6. send()

ssize_t send(int 套接字描述符, const void *缓冲区, size_t 长度, int 标志);

📖 解释：通过TCP套接字发送数据.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符（已连接的套接字）.

第 2 个参数 🔑：缓冲区（发送数据的内存地址）.

  • 示例：char *msg = "Hello";

第 3 个参数 🔑：长度（要发送的字节数）.

  • 示例：strlen(msg).

第 4 个参数 🔑：标志（控制行为，通常为0）.

  • 示例：0（默认阻塞发送）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回实际发送的字节数.

  • ❎ 失败时：返回-1（如连接断开，errno=EPIPE）.

7. recv()

ssize_t recv(int 套接字描述符, void *缓冲区, size_t 长度, int 标志);

📖 解释：通过TCP套接字接收数据.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符（已连接的套接字）.

第 2 个参数 🔑：缓冲区（接收数据的内存地址）.

  • 示例：char buffer[1024];

第 3 个参数 🔑：长度（缓冲区最大容量）.

  • 示例：sizeof(buffer).

第 4 个参数 🔑：标志（控制行为，通常为0）.

  • 示例：0（默认阻塞接收，直到有数据到达）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回实际接收的字节数（若返回0，表示对端关闭连接）.

  • ❎ 失败时：返回-1（如套接字无效，errno=ENOTCONN）.

8. sendto()

ssize_t sendto(int 套接字描述符, const void *缓冲区, size_t 长度, int 标志, const struct sockaddr *目标地址, socklen_t 地址长度);

📖 解释：通过UDP套接字发送数据到指定地址.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符（UDP套接字）.

第 2 个参数 🔑：缓冲区（发送数据的内存地址）.

  • 示例：char *msg = "UDP Message";

第 3 个参数 🔑：长度（发送数据的字节数）.

  • 示例：strlen(msg).

第 4 个参数 🔑：标志（通常为0）.

第 5 个参数 🔑：目标地址（目标IP和端口）.

  • 示例：struct sockaddr_in server_addr，填充服务器信息.

第 6 个参数 🔑：地址长度（目标地址结构的大小）.

  • 示例：sizeof(struct sockaddr_in).

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回实际发送的字节数.

  • ❎ 失败时：返回-1（如网络不可达，errno=ENETUNREACH）.

9. recvfrom()

ssize_t recvfrom(int 套接字描述符, void *缓冲区, size_t 缓冲区长度, int 标志, struct sockaddr *源地址, socklen_t *地址长度);

📖 解释：从套接字接收数据，支持获取发送方地址信息（常用于UDP）.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符（已绑定的UDP或TCP套接字）.

第 2 个参数 🔑：接收缓冲区指针（存储接收到的数据）.

第 3 个参数 🔑：缓冲区最大容量（字节）.

第 4 个参数 🔑：接收标志（如MSG_PEEK预览数据、MSG_WAITALL等待完整数据）.

第 5 个参数 🔑：源地址（输出参数，保存发送方地址信息）.

第 6 个参数 🔑：地址长度（输入输出参数，传入地址结构大小，返回实际地址长度）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回实际接收的字节数.

  • ❎ 失败时：返回-1（如缓冲区不足，errno=EINVAL）.

10. sendmsg()

ssize_t sendmsg(int 套接字描述符, const struct msghdr *消息结构, int 标志);

📖 解释：发送复杂消息（支持多缓冲区和辅助数据，如文件描述符传递）.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符（已连接的TCP或绑定的UDP套接字）.

第 2 个参数 🔑：消息结构指针（包含数据缓冲区、地址、控制信息）.

第 3 个参数 🔑：发送标志（如MSG_DONTWAIT非阻塞发送）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回实际发送的字节数.

  • ❎ 失败时：返回-1（如无效参数，errno=EINVAL）.

11. recvmsg()

ssize_t recvmsg(int 套接字描述符, struct msghdr *消息结构, int 标志);

📖 解释：接收复杂消息（支持多缓冲区和辅助数据）.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符.

第 2 个参数 🔑：消息结构指针（输出参数，存储接收的数据和控制信息）.

第 3 个参数 🔑：接收标志（如MSG_TRUNC返回完整数据长度即使截断）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回实际接收的字节数.

  • ❎ 失败时：返回-1（如套接字未连接，errno=ENOTCONN）.

12. close()

int close(int 文件描述符);

📖 解释：关闭套接字描述符，释放资源.

第 1 个参数 🔑：要关闭的套接字描述符.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回0.

  • ❎ 失败时：返回-1（如无效描述符，errno=EBADF）.

13. shutdown()

int shutdown(int 套接字描述符, int 关闭方式);

📖 解释：关闭套接字的读/写通道或全部通道.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符.

第 2 个参数 🔑：关闭方式（SHUT_RD停读，SHUT_WR停写，SHUT_RDWR全停）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回0.

  • ❎ 失败时：返回-1（如无效方式，errno=EINVAL）.

14. setsockopt()

int setsockopt(int 套接字描述符, int 协议层, int 选项名, const void *选项值, socklen_t 选项长度);

📖 解释：设置套接字选项（如超时、重用地址）.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符.

第 2 个参数 🔑：协议层（如SOL_SOCKET通用选项，IPPROTO_TCP TCP选项）.

第 3 个参数 🔑：选项名（如SO_REUSEADDR地址重用，SO_RCVTIMEO接收超时）.

第 4 个参数 🔑：选项值指针（如int reuse = 1）.

第 5 个参数 🔑：选项值长度（如sizeof(reuse)）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回0.

  • ❎ 失败时：返回-1（如无效选项，errno=ENOPROTOOPT）.

15. getsockopt()

int getsockopt(int 套接字描述符, int 协议层, int 选项名, void *选项值, socklen_t *选项长度);

📖 解释：获取套接字选项的当前值.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符.

第 2 个参数 🔑：协议层（同setsockopt）.

第 3 个参数 🔑：选项名（如SO_ERROR获取错误状态）.

第 4 个参数 🔑：选项值指针（输出参数，存储选项值）.

第 5 个参数 🔑：选项长度（输入输出参数，传入指针大小，返回实际大小）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回0.

  • ❎ 失败时：返回-1（如无效选项，errno=ENOPROTOOPT）.

16. getsockname()

int getsockname(int 套接字描述符, struct sockaddr *地址, socklen_t *地址长度);

📖 解释：获取套接字绑定的本地地址.

第 1 个参数 🔑：套接字描述符.

第 2 个参数 🔑：地址结构指针（输出参数，保存本地IP和端口）.

第 3 个参数 🔑：地址长度（输入输出参数，传入结构大小，返回实际大小）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回0.

  • ❎ 失败时：返回-1（如未绑定地址，errno=EINVAL）.

17. getpeername()

int getpeername(int 套接字描述符, struct sockaddr *地址结构, socklen_t *地址长度);

📖 解释：获取已连接套接字对端的地址信息.

第 1 个参数 🔑：已连接的套接字描述符（如accept返回的描述符）.

第 2 个参数 🔑：地址结构（输出参数，保存对端IP和端口）.

  • 示例：struct sockaddr_in peer_addr;

第 3 个参数 🔑：地址长度（输入输出参数，传入结构大小，返回实际大小）.

  • 示例：socklen_t len = sizeof(peer_addr);

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回0.

  • ❎ 失败时：返回-1（如未连接套接字，errno=ENOTCONN）.

18. ioctl()

int ioctl(int 文件描述符, unsigned long 请求码, ... /* 参数 */);

📖 解释：对文件描述符执行设备输入/输出操作（常用于设置套接字选项）.

第 1 个参数 🔑：文件描述符（如套接字描述符）.

第 2 个参数 🔑：请求码（指定操作类型，如FIONBIO设置非阻塞模式）.

第 3 个参数 🔑：可变参数（根据请求码传入参数，如int *非阻塞标志）.

  • 示例： 
int flags = 1;

ioctl(sockfd, FIONBIO, &flags); // 设置非阻塞

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回0.

  • ❎ 失败时：返回-1（如无效请求码，errno=EINVAL）.

19. fcntl()

int fcntl(int 文件描述符, int 命令, ... /* 可选参数 */);

📖 解释：对文件描述符执行控制操作（如设置非阻塞模式）.

第 1 个参数 🔑：文件描述符（如套接字描述符）.

第 2 个参数 🔑：命令（如F_GETFL获取标志，F_SETFL设置标志）.

第 3 个参数 🔑：可选参数（如标志位O_NONBLOCK）.

  • 示例： 
int flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);

fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK); // 设置非阻塞

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回依赖命令（如F_GETFL返回标志值）.

  • ❎ 失败时：返回-1（如无效命令，errno=EINVAL）.

20. select()

int select(int 最大描述符+1, fd_set *读集合, fd_set *写集合, fd_set *异常集合, struct timeval *超时时间);

📖 解释：同步I/O多路复用，监控多个文件描述符状态.

第 1 个参数 🔑：监控的最大文件描述符值+1（如max_fd+1）.

第 2-4 个参数 🔑：读/写/异常集合（使用FD_SET宏设置，返回就绪的描述符）.

  • 示例： 
fd_set read_fds;

FD_ZERO(&read_fds);

FD_SET(sockfd, &read_fds);

第 5 个参数 🔑：超时时间（NULL表示无限等待，timeval结构指定秒/微秒）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回就绪的描述符总数.

  • ❎ 失败时：返回-1（如中断，errno=EINTR）.

21. poll()

int poll(struct pollfd *文件描述符数组, nfds_t 文件描述符数量, int 超时时间);

📖 解释：类似select，但使用数组结构管理描述符.

第 1 个参数 🔑：pollfd结构数组（包含描述符、事件、返回事件）.

  • 示例： 
struct pollfd fds[1];

fds[0].fd = sockfd;

fds[0].events = POLLIN;

第 2 个参数 🔑：数组元素数量（如sizeof(fds)/sizeof(fds[0])）.

第 3 个参数 🔑：超时时间（毫秒，-1表示无限等待）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回就绪的描述符数量.

  • ❎ 失败时：返回-1（如无效参数，errno=EFAULT）.

22. epoll_create()

int epoll_create(int 大小);

📖 解释：创建epoll实例（内核事件表）.

第 1 个参数 🔑：事件表大小（Linux 2.6.8+忽略此值，建议填0）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回epoll文件描述符.

  • ❎ 失败时：返回-1（如权限不足，errno=EPERM）.

23. epoll_ctl()

int epoll_ctl(int epoll描述符, int 操作类型, int 目标描述符, struct epoll_event *事件);

📖 解释：注册/修改/删除epoll事件.

第 1 个参数 🔑：epoll描述符（由epoll_create返回）.

第 2 个参数 🔑：操作类型（EPOLL_CTL_ADD添加，EPOLL_CTL_MOD修改，EPOLL_CTL_DEL删除）.

第 3 个参数 🔑：目标描述符（如套接字描述符）.

第 4 个参数 🔑：事件结构（指定监听事件如EPOLLIN）.

  • 示例： 
struct epoll_event ev;

ev.events = EPOLLIN;

ev.data.fd = sockfd;

epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, sockfd, &ev);

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回0.

  • ❎ 失败时：返回-1（如描述符已存在，errno=EEXIST）.

24. epoll_wait()

int epoll_wait(int epoll描述符, struct epoll_event *事件数组, int 最大事件数, int 超时时间);

📖 解释：等待epoll事件就绪.

第 1 个参数 🔑：epoll描述符（由epoll_create返回）.

第 2 个参数 🔑：事件数组（保存就绪事件）.

  • 示例： 
struct epoll_event events[10];

int num = epoll_wait(epfd, events, 10, -1);

第 3 个参数 🔑：最大事件数（如数组长度10）.

第 4 个参数 🔑：超时时间（毫秒，-1表示无限等待）.

返回值 📤：

  • ✅ 成功时：返回就绪事件数量.

  • ❎ 失败时：返回-1（如中断，errno=EINTR）.

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