Linux高性能网络编程十谈 | 网络篇

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Linux高性能网络编程十谈 | 网络篇

在当今的信息化时代，网络通信已经成为了各种应用的基础。Linux作为一款强盛的操作系统，在网络编程方面具有极高的性能和灵活性。本文将围绕Linux网络编程，从十个方面进行探讨，帮助读者深入了解Linux网络编程的精髓。

一、网络编程基础

1.1 网络模型

Linux网络编程重点基于TCP/IP协议栈，其网络模型采用四层模型，分别为：应用层、传输层、网络层、链路层。

1.2 套接字

套接字（Socket）是网络通信的基本单元，它包含了IP地址、端口号等信息，用于标识网络中的通信实体。

二、socket编程

2.1 socket函数

Linux中，socket编程重点使用socket函数族，包括socket()、bind()、listen()、accept()、connect()、send()、recv()等。


#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
int main() {
    int sock;
    struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
    socklen_t client_addr_len;
    // 创建socket
    sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock < 0) {
        perror("socket");
        return -1;
    }
    // 初始化服务器地址结构体
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(8080);
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    // 绑定socket到服务器地址
    if (bind(sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("bind");
        close(sock);
        return -1;
    }
    // 监听socket
    listen(sock, 5);
    // 接受客户端连接
    client_addr_len = sizeof(client_addr);
    int conn = accept(sock, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);
    if (conn < 0) {
        perror("accept");
        close(sock);
        return -1;
    }
    // 发送数据
    const char *data = "Hello, World!";
    send(conn, data, strlen(data), 0);
    // 关闭连接
    close(conn);
    close(sock);
    return 0;
}

三、多线程网络编程

3.1 线程创建

在Linux中，可以使用pthread库来创建和管理线程。


#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
void *thread_func(void *arg) {
    printf("Thread ID: %ld ", pthread_self());
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, thread_func, NULL);
    pthread_join(tid, NULL);
    return 0;
}

四、多进程网络编程

4.1 进程创建

在Linux中，可以使用fork()函数创建子进程。


#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0) {
        perror("fork");
        return -1;
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程
        printf("Child process: %d ", getpid());
    } else {
        // 父进程
        printf("Parent process: %d ", getpid());
    }
    return 0;
}