1. 主机字节序和网络字节序

下面以32位机为前提：CPU累加器一次能装载至少 4 字节，即一个整数。字节序分为：1.大端字节序（big endian）指一个整数的高位字节（23~32 bit ）存储在内存的低地址处，低位字节（0~7 bit）存储在内存的高地址处。2.小端字节序（little endian）指整数的高位字节存储在内存的高地址处，低位字节存储在内存的低地址处。

现在大多PC采用小端字节序，因此小端字节序又称为主机字节序。
而大端字节序又称为网络字节序。

1.1 检查字节序

#include <stdio.h>void byteorder()
{union {short value;char union_bytes[sizeof(short)];}test;test.value = 0x0102;if(test.union_bytes[0] == 1 && test.union_bytes[1] == 2){printf("big endian.\n");}else if(  test.union_bytes[0] ==2 && test.union_bytes[1] == 1 ){printf("little endian.\n");}else{printf("unknow...\n");}
}int main()
{byteorder();return 0;
}

1.2 字节序不统一的影响

若两台使用不同字节序的主机间传递格式化的数据时，接收端必然会错误解读。

1.3 统一字节序

解决字节序不统一的方法：发送端总是把要发送的数据转为 网络字节序（大端字节序）后再发送。接收端知道对方传送过来的数据是网络字节序（大端字节序），故接收端根据自身决定是否对接到的数据进行字节序转换。

1.4 Linux 字节序转换

Linux提供如下 4 个函数来完成主机字节序（小）和网络字节序（大）的转换：

#include <netinet/in.h>
unsigned long int htonl (unsigned long int hostlong);
unsigned short int htons (unsigned short int hostshort);
unsigned long int ntohl ( unsigned long int netlong );
unsigned short int ntohs (unsigned short int netshort);//htonl ： host to network long,长整型主机字节序数据转化为网络字节序数据。//长整型函数（htonl、ntohl）常用来转换 IP 地址。
//短整型函数（htons 、ntohs ）常用来转换 端口号。

2. socket 地址

2.1 通用 socket 地址（结构体）

注: 这一小节的 socket地址不常用 。

Linux通用 socket 地址结构体如下：

#include <bits/socket.h>
struct sockaddr
{sa_family_t sa_family;	//地址族类型  通常对应协议族类型。char sa_data[14];		//用于存放 socket 地址。
}

sa_family 成员是 地址协议族（sa_family_t）的变量。
地址协议族类型 通常与 协议族类型对应 
常见的协议族（protocol family，也称 domain）如下图:

sa_data 成员用于存放 socket 地址值。

2.2 专用 socket 地址（结构体）

**注：**这小节才是 实际编程常用的 socket 地址结构体。
通用不好用，所以就引申除了专用的。

2.2.1 UNIX 本地域协议族使用专用 socket 地址结构体

如下：

#include <sys/un.h>
struct sockaddr_un
{sa_family_t sin_family;	//地址族：AF_UNIXchar sun_path[108]; 	//文件路径名
}

2.2.2 TCP/IP 协议族专用 socket 地址结构体

IPv4  专用结构体：
struct sockaddr_in
{sa_family_t sin_family;	//地址族：AF_INETu_int16_t sin_port;		//端口号，要用网络字节序表示struct in_addr sin_addr;//IPv4 地址结构体，见下面
}
struct in_addr
{u_int32_t s_addr;		//IPv4地址，用网络字节序表示（大端）
}IPv6 专用结构体：
struct sockaddr_in6
{sa_family_t sin6_family;	//地址族:AF_INET6u_int16_t sin6_port;		//端口号，网络字节序表示（大端）u_int32_t sin6_flowinfo;	//流信息，应设置为 0struct in6_addr sin6_addr;	//IPv6 地址结构体，见下面u_int32_t sin6_scope_id;	//scope id,尚处于实验阶段
}
struct in6_addr
{unsigned char sa_addr[16];	//IPv6 地址，用网络字节序表示（大端）
}

所有专用 socket 地址（以及类型 sockaddr-storage）类型的变量在实际使用时都需要转化为 通用 socket 地址类型 sockaddr（强制转换即可）。

2.2.2.1 IP地址转换

专用地址结构体中有 IP 地址的使用。通常，人们用好记的字符串表示IP，如
IPv4 地址： 点分十进制字符串表示
IPv6 地址：十六进制字符串 表示。但 Linux网络编程的地址结构体（见上一小节）中使用整型类型表示 IPv4地址。

下面3 个函数 点分十进制 IPv4 地址和网络字节序整数 IPv4地址间的转换#include <arpa/inet.h>
in_addr_t inet_addr(const char * strptr);			//将点分十进制字符串的IPv4地址转为网络字节序整数的 IPv4 地址。失败返回 INADDR_NONE. 
int inet_aton(const char * cp,struct in_addr * inp);//完成和 inet_addr 一样的功能，但是将转化结果存储于 inp 指向的地址结构中
char * inet_ntoa(struct in_addr in);				//将网络字节序整数表示的IPv4地址转换为点分十进制字符串表示的IPv4地址注意： inet_ntoa 内部 应用的是一个 静态变量存储转化结果，函数返回值指向该静态内存。 故inet_ntoa 是不可重入的。

下面 2 个函数可同时完成 IPv4 和 IPv6的 地址 字符串到 网络字节序类型的转换 ：#include <arpa/inet.h>
//src：点分十进制字符串IPv4或十六进制字符串IPv6地址
//dst：网络字节序整数的内存地址
//af 指定协议族。 AF_INET 、AF_INET6
//功能：将字符串表示的 IP 地址 src，转换为 网络字节序整数的 IP地址，并把转换结果存储到 dst 指向的内存中。
//成功返回 1。失败 0,并设置 errno.
int inet_pton(int af,const char * src,void *dst);	//执行与inet_pton相反的转换。
//cnt：指定目标存储单元大小，下面两个宏帮助指定大小
//成功返回目标存储单元地址，失败 返回 NULL，并设置errno
const char* inet_ntop( int af,const void *src,char *dst,socklen_t cnt);#include <netinet/in.h>
#define INET_ADDRSTRLEN 16
#define INET6_ADDRSTRLEN 46

3. socket 相关

3.1 创建 socket

//服务端、客户端都要用到
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain,int type,int protocol);domain： 使用哪个底层协议族对TCP/IP协议族该参数设置为：IPv4：PF_INET //（Protocol Family of Internet）IPv6：PF_INET6	对于 UNIX 本地协议族而言，该参数设置为：		PF_UNIX其他详见 man手册。type：指定服务类型。服务类型有:1.流服务：SOCK_STREAM对应 TCP2.数据报服务：SOCK_UGRAM	对应 UDP扩展：Linux 内核版本2.6.17起，type参数可以接收上述服务类型与下面两个重要标志 相与 的值：1.SOCK_NONBLOCK将新建的 socket 设为非阻塞的2.SOCK_CLOEXEC用 fork 调用创建子进程时在子进程中关闭该 socket。Linux 内核版本2.6.17前，上诉两个重要标志需使用额外的系统调用。protocol:在前两个参数构成的协议集合下，再选择一个具体的协议。这个值通常是唯一的（前两个参数已经完全决定了它的值）。一般我们把此值设为 0，表示使用默认协议。成功返回 socket 文件描述符，失败返回 -1 并设置errno.

3.2 命名 （bind）socket

//用于服务端和客户端#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
//将 myaddr 所指的地址绑定到创建的 sockfd 上。
//成功返回 0，失败返回-1 并设置 errno。
int bind(int sockfd,const struct sockaddr* my_addr,socklen_t addrlen);两种常见的 errno:1.EACCES绑定的地址是受保护地址，仅超级用户能够访问。如 普通用户绑定 socket到 知名服务端口（0~1023），即返回此报错。2.EADDRINUSE被绑定的地址正在使用。如将 socket 绑定到一个处于 TIME_WAIT状态的 socket 地址。

3.3 监听（listen）socket

//用于服务端
#inlcude <sys/socket.h>
int listen( int sockfd,int backlog);sockfd：指定被监听的 socket。
backlog：提示内核监听队列的最大长度。典型值为 5.监听队列的长度如果超过 backlog，服务器将不受理新的客户连接，客户端也将收到 ECONNREFUSED 错误信息。扩展：内核版本2.2之前：backlog参数是指所有处于半连接状态（SYN_RCVD）和完全连接状态（ESTABLISHED）的 socket 上限。内核版本2.2之后：指处于完全连接状态的 socket 上线。处于半连接状态的 socket 上限则由 /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog 内核参数定义。成功时返回 0，失败返回 -1 并设置errno。

3.4 接收（accept）连接请求

//用于服务端#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd,struct sockaddr *addr,socklen_t *addrlen);sockfd：执行过 listen 系统调用的监听 socket。
addr：用来获取被接受连接的远端 socket 地址。
addrlen：指定 addr 的长度。成功;返回一个新的 socket，此socket唯一的标识了被接受的这个连接，服务器可通过读写该socket来与被接受连接对应的客户端通信。失败:返回 -1 并设置errno。扩展：accept只是从监听队列汇总取出连接，而不论连接处于何种状态，更不关心任何网络状况的变化。例：1.服务端开启监听2.客户端发起连接，然后 20s 后断开此连接，3.服务端 还是会在 accept 中拿到该客户端请求。

3.5 发起连接（connect）

//用于客户端
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd,const struct sockaddr *serv_addr,socklen_t addrlen);serv_addr：服务器监听的 socket 地址
addrlen：指定这个地址的长度。成功： 返回 0。一旦成功建立连接，sockfd就唯一标识了这个连接，客户端可以通过读写 sockfd 来与服务器通信。
失败：返回 -1，并设置 errno：常见 errno：1.ECONNREFUSED目标端口号不存在，连接被拒绝。2.ETIMEDOUT连接超时。				

3.6 关闭连接（close、shutdown）

#include <unistd.h>
int close(int fd);fd:待关闭的socket。扩展：close 关闭只能同时关闭 socket 读写。close调用并不是立即关闭一个连接，而是将fd引用计数减 1。只有当 fd 引用计数为 0 时，才真正关闭连接。 例：对进程程序中，一次 fork 调用默认将使父进程中打开的 socket 引用计数加 1.故，必须在父进程和子进程中都对该 socket执行 close 才能将连接关闭。

立即终止连接，而不是和close一样将 socket 引用计数减 1.#include <sys/socket.h>
int shutdown(int sockfd,int howto);sockfd：待关闭的 socket。
howto：此取值决定 shutdown 行为。可取值如下图 5-3。
成功：0
失败：-1，并设置errno.扩展：可指定关闭读或写。

3.7 TCP 数据读写

3.7.1 TCP 读

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t recv(int sockfd,void *buf,size_t len,int flags);sockfd：读该socket连接上的数据buf：指定读缓存区的位置len：指定读缓存区的长度，它可能小于我们期望的长度。因此可能需要多次执行 recv()才能读到完整数据。flags：详见后文返回：	0，意味对方已关闭连接。-1， 意味出错并设置errno。

3.7.2 TCP 写

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t send(int sockfd,const void *buf,size_t len,int flags);sockfd：往 该连接上 写数据。buf：指定写缓冲区的位置len：指定写缓冲区大小成功：返回实际写入数据长度失败：返回-1，并设置errno。

3.7.3 参数 flags详解

3.8 UDP 数据读写

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t recvfrom(int sockfd,void * buf,size_t len,int flags,struct sockaddr* src_addr,socklen_t * addrlen);sockfd：recvfrom 读取 sockfd上的数据buf：指定读缓冲区的位置len：指定读缓冲区大小src_addr：因为UDP通信没有连接概念，故每次读取都需要获取发送端 socket 地址，即 src_addr 的内容。addrlen：指 src_addr 的长度flags：同上面TCP flags详解。ssize_t sendto(int sockfd,const void *buf,size_t len,int flags,const struct sockaddr* dest_addr,socklen_t * addrlen)sockfd：sendto 向 sockfd上写入数据buf：指定写缓冲区的位置len：指定写缓冲区大小dest_addr：因为UDP通信没有连接概念，故每次写入都需要指定接收端 socket 地址，即 dest_addr 的内容。addrlen：指 dest_addr的长度flags：同上面TCP flags详解。扩展：recvfrom/sendto 系统调用也可以用于面向连接（STREAM）的socket数据读写，只需要把最后两个参数设置为 NULL 即可。

3.9 通用数据读写

socket 编程接口还提供不仅能用于TCP流数据，也可用于UDP数据报的系统调用：

#include <sys/socket.h>
ssize_t recvmsg(int sockfd,struct msghdr* msg,int flags);
ssize_t sendmsg(int sockfd,struct msghdr* msg,int flags);
参数详解：
sockfd：读写的socket连接
flags：同上面TCP send/recv 的flags 参数。msghdr：struct msghdr{void * msg_name;		//socket地址socklen_t msg_namelen;	//socket地址长度struct iovec* msg_iov;	//分散内存块，详见下文int msg_iovlen;			//分散内存块数量void * msg_control;		//指向辅助数据的起始位置socklen_t msg_controllen;//辅助数据大小int msg_flags;			//复制函数中的 flags 参数，并在调用过程中更新}参数详解：msg_name：指向一个 socket 地址结构变量。指定通信对方的 socket 地址。对于TCP而言，必须设为NULL。msg_namelen：指定 msg_name 所指地址长度。msg_iov：iovec结构体定义如下，iovec结构体封装了一块内存的起始位置和长度：struct iovec{void * iov_base;	//内存起始地址size_t iov_len;		//这块内存长度}msg_iovlen：指定	iovec 这样的结构对象有多少个。	msg_control、msg_controllen：用于辅助数据的传送msg_flags：无需设定。它会复制 recvmsg/sendmsg 的 flags 参数内容。recvmsg 还会在调用结束前，将某些更新后的标志设置到 msg_flags 中。

3.10 带外数据（紧急数据）的读取

实际开发中无法预料带外数据何时到来。
Linux内核检测到 TCP紧急标志时，将通知应用程序有带外数据需接收。
内核通知应用程序带外数据到达两种常见方式：1.I/O复用产生的异常事件2.SIGURG 信号应用程序得到信号后，还要知道带外数据在数据流中的位置，通过如下系统调用实现：

#include <sys/socket.h>
int sockarmark(int sockfd);判断sockfd是否处于带外标记，即下一个被读取到的数据是否是带外数据，
若是，返回 1，此时可利用带 MSG_OOB标志的 recv调用来接收带外数据。
若不是，返回 0.

3.10 获取 socket 连接 地址信息

#include <sys/socket.h>
int getsockname(int sockfd,struct sockaddr * address,socklen_t * address_len);sockfd:获取sockfd对应的本端 scoket 地址，address：将获取到的地址存储于指向的内存中address_len：存储address地址长度。若实际socket地址长度大于address_len所指大小，那么 address 将被截断。成功：返回 0失败：返回 -1并设置 errno。int getpeername(int sockfd,struct sockaddr * address,socklen_t * address_len);获取对端地址信息。 参数同上。

3.11 socket 选项详解

下面两个系统调用专门用来读取和设置 socket 文件描述符属性;

#include <sys/socket.h>
int getsockopt(int sockfd,int level,int option_name,void * option_value,socklen_t * restrict option_len);
int setsockopt(int sockfd,int level,int option_name,const void *option_value,socklen_t option_len);上面两个函数参数和返回值含义基本一致，如下：	sockfd：指定被操作的目标 socket。level：指定要操作哪个协议的选项（即属性），如 IPv4、IPv6、TCP等。option_name：指定选项名。如下图 5-5 列举了常用的选项。option_value：被操作选项的值。不同的选项有不同的值，参照 图5-5 数据类型列。option_len：被操作选项的长度。成功返回 0失败返回-1，并设置errno。

扩展：对于服务器：1.部分 socket 选项只能在调用 listen 系统调用前针对监听 socket 设置才有效。因为连接 socket 只能由 accept 返回，而 accept 从 listen 监听队列中接受的连接至少已经完成了 TCP 三次握手的前两步（因为 listen 监听队列的连接至少进入了 SYN_RCVD状态），这说明服务器已经往被接受连接上发送了 TCP 同步报文段。2.有的 socket 选项却应该在 TCP 报文段中设置。如：TCP最大报文段。对这种情况Linux提供的解决方案：对监听 socket 设置这些 socket 选项，那么 accept 返回的连接 socket 自动继承这些选项。这种能继承的 socket 选项包括：图 5-5 画红√的选项。对于客户端：					这些 socket 选项应在调用 connect 之前设置。因为 connect 调用成功返回后，TCP三次握手已完成。

下面详解部分重要 socket 选项。

3.11.1 SO_REUSEADDR 选项

通过设置 socket 选项 SO_REUSEADDR 来强制使用处于 TIME_WAIT 状态的连接占用的 socket 地址。实现如下代码:

int sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
assert(sock >= 0);
int reuse = 1;
setsockopt(sock, SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&reuse，sizeof(reuse));	//重点,注意此代码所处位置，创建socket后就绑定。struct sockaddr_in address;
bzero(&address,sizeof(address));
address.sin_family = AF_INET;
inet_pton(AF_INET,ip,&address.sin_addr);
address.sin_port = htons(port);
int ret = bind(sock,(struct sockaddr*)&address,sizeof(address));

扩展：也可以通过修改内核参数 /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle 来快速回收被关闭的 socket，从而使TCP连接根本就不进入 TIME_WAIT 状态，进而允许应用程序立即重用本地 socket 地址。

3.11.2 SO_RCVBUF 和 SO_SNDBUF 选项

	SO_RCVBUF 选项：用来设置 TCP 接收缓冲区大小 SO_SNDBUF 选项：用来设置 TCP 发送缓冲区大小 当我们使用 setsockopt 设置如上两个选项时，系统都会将该值加倍，并且不小于某个最小值。系统自动设置不小于最小值的目的：主要是确保一个 TCP 连接拥有足够空闲缓冲区来处理拥塞（如快速重传算法期望TCP接收缓冲区至少容纳 4 个大小为SSMS的TCP报文段）。一般情况下（不同系统会有不同值）：TCP 接收缓冲区最小值是 256字节，TCP 发送缓冲区最小值是 2048字节。扩展：可通过修改内核参数来强制TCP接收缓冲区和发送缓冲区大小没有限制：/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmenm示例如下图：	

3.11.3 SO_RCVLOWAT 和 SO_SNDLOWAT 选项

SO_RCVLOWAT  选项：用来表示 TCP 接收缓冲区的低水位标记
SO_SNDLOWAT 选项： 用来表示 TCP 发送缓冲区的低水位标记一般被 I/O 复用系统调用用来判断 socket 是否可读或可写。1.当TCP接收缓冲区可读数据的总数 大于 其低水位标记时，I/O复用系统调用将通知 应用程序可以从对应的 socket 上读取数据。2.当TCP接收缓冲区可写入数据的空间 大于 其低水位标记时，I/O复用系统调用将通知 应用程序可以向对应的 socket 上写入数据。默认情况下 TCP 接收缓冲区低水位标记 和 TCP 发送缓冲区低水位标记 均为 1 字节。

3.11.4 SO_LINGER 选项

此选项 控制 close 系统调用在 关闭 TCP 连接时的行为。1.默认情况，当利用 close 系统调用关闭一个 socket 时，close 将立即返回，TCP 模块负责将该 socket 对应的 TCP 发送缓冲区中残留的数据发送给对方。2.设置 SO_LINGER 选项，会产生三种行为设置该选项时，需给 setsockopt（getsockopt）系统调用传递一个 linger 类型结构体（详见下面）根据 linger 结构体 成员变量不同的值，会产生如下 3 种行为：1.	l_onoff 等于 0.此时 SO_LINGER选项不起作用，close使用默认行为关闭 socket。2.	l_onoff 不为 0 ，同时 l_linger 等于 0.此时 close 系统调用立即返回，TCP模块将丢弃被关闭的 socket 对应的 TCP 缓冲区的残余数据，同时给对方发送一个 复位报文段。3.	l_onoff 不为 0，同时 l_linger 大于 0.此时	 close 行为取决于两个条件：1.	被关闭的 socket 对应的 TCP 发送缓冲区中是否还有残留的数据2.	该 socket 是阻塞的，还是非阻塞的。①对于阻塞：close 将等待一段长为 l_linger 的时间，直到 TCP 模块发送完所有残余数据并得到对方确认。若 l_linger 时间内 TCP模块没有发送完残留数据并得到对方确认，那么 close 将返回 -1 并设置 errno 为 EWOULDBLOCK。②对于非阻塞：close 将立即返回，此时根据其返回值和 errno 来判断残留数据是否已发送完毕。

#include <sys/socket.h>
struct linger
{int l_onoff;	//开启：非0，关闭: 0int l_linger;	//滞留时间
}

3.12 socket 网络信息 API

3.12.1 根据主机名 或 IP获取主机信息

gethostbyname	：	根据主机名获取主机完整信息 查找流程：1.通产先在本地 /etc/hosts 配置文件中查找主机，若没有找到再到 DNS 服务器
gethostbyaddr ：根据 IP 获取主机完整信息

注：这两个函数是不可重入的，即非线程安全的，Linux还给出了线程安全版本的相应函数，即 原函数名后 加 _r(re-entrant)#include <netdb.h>
struct hostent * gethostbyname(const char * name);
struct hostent * gethostbyaddr(const void * addr,size_t len,int type);name:指定主机名addr:指定目标主机IPlen：指定 addr 所指 IP 地址长度。type：指定 addr 所指 IP地址类型取值示例：IPv4：AF_INETIPv6：AF_INET6hosent 结构体定义：
#include <netdb.h>
struct hostent
{char * h_name;			//主机名char ** h_aliases;		//主机别名列表，可能有多个int h_addrtype;			//地址类型（地址族）int h_length;			//地址长度char ** h_addr_list;	//网络字节序（大端）列出的主机 IP 地址列表
}

3.12.2 根据名称 或 端口号获取某个服务完整信息

getservbyname：根据名称获取某个服务完整信息
getservbyport：根据端口号获取某个服务完整信息实际上两者都是通过读取 /etc/services 文件来获取服务信息的。

注：这两个函数是不可重入的，即非线程安全的，Linux还给出了线程安全版本的相应函数，即 原函数名后 加 _r(re-entrant)#include <netdb.h>
struct servent * getservbyname(const char * name,const char * proto);
struct servent * getservbyport(int port,const char * proto);name:指定目标服务名。port;指定目标服务端口号proto：指定服务类型。传递 tcp 表示获取流服务传递 udp 表示获取数据服务，传递 NULL 表示获取全部服务。servent结构体定义如下：
#include <netdb.h>
struct servent
{char * s_name;		//服务名称char ** s_aliases;	//服务别名列表，可能有多个int s_port;			//服务端口号char * s_proto;		//服务类型，通常为 tcp 或 udp
}

3.12.3 getaddrinfo

getaddrinfo 函数即可通过主机名获得 IP（内部使用gethostbyname函数），亦可通过服务名获得端口号（内部使用getservbyname函数）。

#include <netdb.h>
int getaddrinfo(const char * hostname,const char * service,const struct addrinfo * hints,struct addrinfo ** result);hostname:1.可以接收主机名2.也可以接收 字符串表示的IP地址（点分十进制IPv4，16进制字符串IPv6）service：1.可以接收服务名2.也可接收字符串表示的十进制端口号hints：是应用程序给 getaddrinfo 的一个提示，以对输出进行更精确控制。可以设置为 NULL，表示允许 getaddrinfo 反馈任何可用结果。result：指向一个链表，该链表存储 getaddrinfo 返回结果。成功：返回 0失败：返回错误码，错误码列表如下表 5-8 所示。	addrinfo结构体定义如下：
struct addrinfo
{int ai_flags;				//可以取 表 5-6 中的标志 按位或int ai_family;				//地址族int ai_socktype;			//服务类型， SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAMint ai_protocol;			//指具体的网络协议，其含义好socket系统调用的第三个参数相同，通常默认设置为 0socklen_t ai_addrlen;		//socket 地址 ai_addr 的长度char * ai_canonname;		//主机别名struct sockaddr * ai_addr;	//指向 socket 地址struct addrinfo * ai_next;	//指向下一个 sockinfo 结构对象
}注意：当使用 hits参数时，可以设置 ai_flags、 ai_family、ai_socktype、ai_protocol四个字段，其它字段必须设置为 NULL。

例子：

3.12.4 getnameinfo

getnameinfo 能通过 socket 地址同时获得 以字符串表示的主机名（内部使用 gethostbyaddr 函数）和 服务名（内部使用 getservbyport 函数）。

#include <netdb.h>
int getnameinfo(const struct sockaddr* sockaddr,socklen_t addrlen,char * host,socklen_t hostlen,char * serv,socklen_t servlen,int flags);host:将返回的主机名存储在 host 指向的内存中。hostlen：指定 host 指向的内存 长度serv：将返回的服务名存储在 serv 指向的内存中。servlen：指定 serv 指向的内存 长度flags：控制 getnameinfo 的行为，接收下表 5-7 中的选项。成功：返回 0失败 返回错误码，错误码列表如下表 5-8 所示。	

使用如下函数将数值错误码 errno 转换为可读的字符串形式：

#include <netdb.h>
const char * gai_strerror(int error);

4.高级I/O函数

4.1 创建文件描述符的函数

4.1.1 pipe 函数

用于创建一个管道，以实现进程间通信

#include <unistd.h>
int pipe(int fd[2]);参数：两个 int 型整数指针。返回值：成功：返回 0.并将一对打开的文件描述符填入其参数指向的数组失败：返回 -1，并设置errno。详解：pipe 函数创建的两个文件描述符 fd[0] 和 fd[1]分别构成管道两端，管道内传输的是 字节流，和TCP 字节流有差异：大小区别：TCP连接：往 TCP连接 写入数据多少取决于 对方接收通告窗口大小和本端的拥塞窗口大小。管道：管道 本身有一个容量限制，它规定如果应用程序不将数据从管道读走的话，该管道最多能被写入多少字节数据。Linux 2.6.11内核起，管道最大容量默认为 65536 字节，可以使用 fcntl 函数来修改容量。假设 fd[0] 为 读端，fd[1] 为 写端：读端只能读，写端只能写。故fd[0]只能读， fd[1] 只能写，不能反过来用。若要双向传输，应该使用两个管道。默认情况下，这一对描述符都是阻塞的：例：若调用 write 往一个满的管道中写入数据，则 write 将被阻塞，直到管道有足够多的空闲空间可用。若设置 创建的两个文件描述符 fd[0] 和 fd[1] 都为非阻塞的，此时 read 和 write 会有不同行为。如果管道 写端 文件描述符的引用计数减少至 0，即没有任何数据往管道中写，-> 则相应的读端的 read 操作将返回 0，即读到了文件结束标记 （EOF,End Of File）.如果管道 读端 文件描述符引用计数减少至 0，即没有任何数据需要从管道读取，-> 则 相应的 管道 写端的 write 操作将失败，并引发 SIGPIPE 信号。

扩展：

创建 双向管道函数：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socketpair(int domain,int type,int protocol,int fd[2]);参数：1.	前三个参数和socket系统调用参数完全相同，但 domain 只能使用 UNIX 本地协议族 AF_UNIX.2.	fd[2]参数含义和 pipe相同，但区别于 pipe 参数的是这对描述符都是 既可读又可写的。返回：成功 0失败 -1 并设置 errno。注意：仅能在本地使用这个 双向管道。

4.1.2 dup 和 dup2 函数

#include <unistd.h>
int dup(int  file_descriptor);创建一个新的文件描述符，该文件描述符和原有文件描述符 file_descriptor 指向相同的文件、管道或网络连接，返回：返回的文件描述符总是取系统当前可用的最小整数值。失败 -1 并设置 errno。int dup2(int file_descriptor_one , int file_descriptor_two);返回：返回的文件描述符为 第一个不小于 file_descriptor_two 的整数值。失败 -1 并设置 errno。

例：

4.1.3 readv 和 writev 函数

readv：将数据从文件描述符读到分散的内存块中
writev：将多块分散内存数据一并写入文件描述符中相当于简化版的 recvmsg 和 sendmsg函数。
#include <sys/uio.h>
ssize_t readv(int fd, const struct iovec* vector,int count);
ssize_t writev(int fd, const struct iovec* vector,int count);参数：fd:备操作的文件描述符。iovec：此结构体描述一块内存。 详见下文。count：是vector数组长度，即有多少块内存数据从fd读出或写入。返回：成功 返回读出/写入 fd 的字节数。失败 返回 -1，并设置 errno。iovec结构体定义如下，iovec结构体封装了一块内存的起始位置和长度：struct iovec{void * iov_base;	//内存起始地址size_t iov_len;		//这块内存长度}

4.1.4 sendfile 函数

两个文件描述符间传递数据（完全在内核中操作），从而避免了内核缓冲区和用户缓冲区间的数据拷贝，这被称为零拷贝。

sendfile 函数:是零拷贝。

#include <sys/sendfile.h>
ssize_t sendfile(int out_fd, int in_fd, off_t * offset,size_t count);out_fd:待写入内容的文件描述符。注意，此参数必须是一个 socket。in_fd:待读出内容的文件描述符。注意：此参数必须是指向真实的文件，不能是socket和管道。offset:指定从读入文件流（in_fd）的哪个位置开始读。若为空，使用读入文件默认的起始位置。count：指定in_fd 和 out_fd 间传输的字节数。返回：成功： 返回传输的字节数。失败：-1 并设置 errno。由上可知，sendfile几乎是专门为网络上传输文件而设计的。

例：

4.1.5 mmap 函数 和 munmap 函数

mmap 函数用于申请一段内存空间，
munmap 用于释放这段内存空间。这段内存的作用;1.进程间通信的共享内存。2.将文件直接映射到其中。

#include <sys/mman.h>
void * mmap(void * start,size_t length,int prot, int flags, int fd, off_t offset);
int mummap(void * start, size_t length);start:允许用户使用某个特定的地址作为这段内存的起始地址。若被设为 NULL，则系统自动分配一个地址。length：指定 start指向内存段的长度。prot：设置 start指向内存段访问权限。可以取以下几个值得按位或：PROT_READ:	内存段可读。PROT_WRITE:	内存段可写。PROT_EXEC:	内存段可执行。PROT_NONE:	内存段不能被访问。flags：控制内存段内容被修改后程序的行为。可以被设置为 如下图6-1 （只有常用的，不是全部）中的某些值的 按位或。注意（MAP_SHARED 和 MAP_PRIVATE 是互斥的，不能同时指定。）fd：被映射文件对应的文件描述符。一般通过 open 系统调用获得。offset：设置从文件的何处开始映射（对于不需要读入整个文件的情况）返回：成功：返回指向目标内存区域的指针失败：返回 -1，并设置errno。

4.1.6 splice 函数

splice 函数 用于在两个文件描述符间移动数据。是零拷贝操作。

注意：使用此函数时，fd_in 或 fd_out 必须有一个是管道文件描述符。#include <fcntl.h>
ssize_t splice(int fd_in, loff_t * off_in, int fd_out, loff_t * off_out, size_t len, unsigned int flags);fd_in：待输入数据的文件描述符。off_in：若 fd_in 是一个管道文件描述符：off_in 必须设置为 NULL若 fd_in 不是一个管道文件描述符：如 是一个 socket，此时 off_in 表示从输入数据流的何处开始读取数据。此时：若 off_in 设置为 NULL，表示从输入流当前位置读入若 off_in 设置不为 NULL，将指出具体偏移位置。fd_out：输出数据的文件描述符。off_out（同 off_in，但表示 输出流）：若 fd_out 是一个管道文件描述符：off_out 必须设置为 NULL若 fd_out 不是一个管道文件描述符：如 是一个 socket，此时 off_out 表示从输入数据流的何处开始读取数据。此时：若 off_out 设置为 NULL，表示从输入流当前位置读入若 off_out 设置不为 NULL，将指出具体偏移位置。len:指定移动数据长度。flags：控制数据如何移动。可以被设置为 表 6-2 中某些值的 按位或。返回：成功：返回移动字节数量。返回 0，代表没有数据移动。失败：-1，并设置errno。常见 errno 见表 6-3.

例：

4.1.7 tee 函数

在两个管道文件描述符之间复制数据。
是零拷贝。
源文件描述符上的数据仍然可以用于后续 读操作。

#include <fcntl.h>
ssize_t tee(int fd_in ,int fd_out,size_t len, unsigned int flags);fd_in :必须是管道文件描述符。fd_out：必须是管道文件描述符。len:指定移动数据长度。flags：控制数据如何移动。可以被设置为 表 6-2 中某些值的 按位或。返回：成功：返回两个文件描述符间复制的数据数量（字节数）。0，表示没有复制任何数据。失败：-1，并设置 errno。

例：

4.1.8 fcntl 函数

fcntl : file control缩写。
提供对文件描述符的各种控制操作。

#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd,	...);fd:被操作的文件描述符。cmd:指定执行何种类型的操作。根据此类型的不同，可能还需要第三个可选参数表。支持的类型，详见 表 6-4....：根据 cmd 类型 才回存在此参数。返回：成功：详见 表 6-4 最后一列。失败：-1，并设置 errno。

例：