不管是做哪一种开发，都离不开网络编程，网络编程又经常会涉及套接字(socket)。Socket最初由加州大学伯克利分校开发，它是一种全双工的通信方式，不同于pipe这种单工方式，主要用于实现4.2BSD上的进程间通信。

我们常说的socket通信有以下二种,主要会说一下Unix domain socket

Internet domain socket

也叫IP socket，它要利用主机的传输层(tcp)，可以用于同一台主机上不同进程间的通信，也可以用于网络上不同主机间的通信。就像聊QQ一样只要知道了对方的QQ号就可以聊天了。socket只要知道了对方的ip地址和端口就可以通信了所以这种socket通信是基于网络协议栈的。

Unix domain socket

Unix domain socket,也叫IPC socket(inter-precess communication socket,也就是进程间通信套接字),用于同一台主机上的不同进程间交换数据，是Posix系统的标准组件。
该socket用于一台主机的进程间通信，不需要基于网络协议，主要是基于文件系统的。与Internet domain socket类似，需要知道是基于哪一个文件（相同的文件路径）来通信的。unix domain socket有2种工作模式一种是SOCK_STREAM，类似于TCP，可靠的字节流。另一种是SOCK_DGRAM，类似于UDP，不可靠的字节流。除了传输数据以外，还可以使用Unix domain socket传输文件描述符(file descriptor)。

工作模型

socket通信有一个服务端，一个客服端
服务端：创建socket—绑定文件（端口）—监听—接受客户端连接—接收/发送数据—…—关闭
客户端：创建socket—绑定文件（端口）—连接—发送/接收数据—…—关闭

代码框架

server

sockaddr_un :为一个系统级的结构体，主要用于存储地址

#define NAME "socketAddr"
main(){ 
 ... 
 struct sockaddr_un server; 
 ... 
 int sock = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0); 
 strcpy (server.sun_path, NAME); 
 ...
 bind(sock, (structsockaddr *) &server, sizeof(struct sockaddr_un)); 
 ...
 listen(sock, 5); 
 ... 
 while(1){ 
 ... 
 msgsock = accept(sock, 0, 0); 
 ... 
 rval = read(msgsock, buf, 1024)) 
 ... 
 }
}

client

#define NAME "socketAddr"
main(){ 
 ... 
 sock = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0); 
 strcpy(server.sun_path, NAME); 
 ... 
 if (connect(sock, (struct sockaddr *) &server, sizeof(struct sockaddr_un)) < 0) { 
 close(sock); 
 exit(1); 
 } 
 if (write(sock, DATA, sizeof(DATA)) < 0) 
 perror("writing on stream socket"); 
 close(sock);
 }

使用：

1. gcc service.c -o service
2. gcc client.c -o client
3. linux下启动一个窗口运行 ./service
4. 启动另一个窗口运行 ./client socket 【这个socket为service中绑定的地址】
   运行后可以发现，在当前目录下会多一个名叫socket的文件，这2个进程就是基于该文件通信的

Unix domain socket vs Internet domain socket

先来看一个使用案例，配置php-fpm与Nginx交互的socket:

fastcgi_pass 127.0.0.1:9000

fastcgi_pass unix:/var/run/php-fpm/php-fpm.sock

这个案例中，运行在同一台机器上的php和Nginx需要通信，有2种实现方式:第一种是ip socket,通过本机回环地址127.0.0.1加端口实现;第二种是通过unix domain socket实现。哪一种效率更高呢?

基于localhost的ip socket需要实现跨网络主机通讯的全部环节，包括建立socket连接，ACk开销，tcp流控，封装／解封，路由。在这个过程中还会有2个context switch,因为使用网络层传输数据需要调用system call,而调用system call会产生中断，导致context switch的；另外一个进程接受到来自网络层的连接请求，也会产生系统中断，导致context switch。以上过程导致2个context switch的开销，外加其它各种开销(overhead)。

如何通过命令行访问unix socket文件

socket为什么不能用传统命令访问？

socket文件不能通过普通的文件读写命令操作（比如说echo "xxx" > socket.file）它。因为它是在网络层上面工作的。只能通过socket读写函数去操作它。

socat和ncat命令

其实通过的linux命令socat和ncat可以去操作socket。

其中-U指定了该文件是Unix域socket文件类型，ncat实现了类似于cat命令的访问unix socket。

ncat -U /tmp/tbsocket1

ncat也可以通过映射socket文件到监听的端口上。那么通过curl可以发送请求到该监听端口，实现写操作。

# 映射tcp的8080流量到unix socket

ncat -vlk 8080 -c 'ncat -U /tmp/tbsocket1'

# 通过curl发起http请求访问

curl http://localhost:8080

也可以使用功能更强大的socat来实现。

# 映射8080/tcp 到unix socket

socat -d -d TCP-LISTEN:8080,fork UNIX:/tmp/tbsocket1

用 Curl 命令访问 Unix Socket 接口的方法

经常遇到一些监听地址不是 IP:Port 而是 unix socket 的程序，这些程序如果使用的是 HTTP 协议，unix socket 接口也可以用 curl 访问。

例如 ingress-nginx 的监听地址为 unix:/tmp/nginx-status-server.sock：

server {
 listen unix:/tmp/nginx-status-server.sock;
 set $proxy_upstream_name "internal";

 keepalive_timeout 0;
 gzip off;

 access_log off;

 location /healthz {
 return 200;
 }

 location /nginx_status {
 stub_status on;
 }
 ... 省略...
}

用 curl 访问它的 unix socket 的方法如下：

$ curl --unix-socket /tmp/nginx-status-server.sock http://localhost/nginx_status
Active connections: 77
server accepts handled requests
 64273 64273 971368
Reading: 0 Writing: 12 Waiting: 65

--unix-socket 指定 unix socket 文件的地址， http://localhost/nginx_status 是要请求的路径。

注意 localhost 可以根据实际情况更改成其它数值但不可省略，如果省略后变成 http://nginx_status，那么 nginx_status 会被认作是 Host，Path 被认为是 /：

$ curl -v --unix-socket /tmp/nginx-status-server.sock http://nginx_status
* Expire in 0 ms for 6 (transfer 0xe464ab3dd0)
* Trying /tmp/nginx-status-server.sock...
* Expire in 200 ms for 4 (transfer 0xe464ab3dd0)
* Connected to nginx_status (/tmp/nginx-status-server.sock) port 80 (#0)
> GET / HTTP/1.1
> Host: nginx_status
> User-Agent: curl/7.64.0
> Accept: */*