如何在 macOS 中使用 Unix 域套接字进行进程间通信？

2024-03-22 23:09:25

在 macOS 中替代命名管道：使用 Unix 域套接字

引言

在 macOS 系统中，与 Windows 中常见的命名管道（如 \\.\pipe\apipipe）不同，你需要使用 Unix 域套接字（UDS）来实现进程间通信。本文将深入探讨 UDS 的概念、创建、连接和使用，并提供代码示例和常见问题解答。

Unix 域套接字（UDS）

Unix 域套接字是一种进程间通信机制，允许不同进程在同一台计算机上进行单向或双向通信。UDS 被表示为文件系统对象，并使用与文件类似的 API 来操作它们。

创建 UDS

要创建 UDS，需要执行以下步骤：

创建 socket： 使用 socket 函数创建套接字，并指定套接字类型为 SOCK_STREAM。
绑定 socket： 使用 bind 函数将 socket 绑定到一个地址。地址由 sockaddr_un 结构体表示，其中包含套接字类型和路径。
监听 socket： 对于服务器端 socket，需要使用 listen 函数监听连接。

连接到 UDS

要连接到 UDS，需要执行以下步骤：

创建 socket： 与创建服务器端 socket 的步骤类似，客户端也需要创建自己的 socket。
连接到 socket： 使用 connect 函数将客户端 socket 连接到服务器端 socket 的地址。
通信： 一旦连接成功，客户端和服务器端就可以通过 socket 进行通信，使用 write 和 read 函数发送和接收数据。

代码示例

下面是一个示例，演示了如何在 macOS 中使用 UDS 进行进程间通信：

服务器端：

#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>

int main() {
  // 创建 socket
  int sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
  if (sockfd == -1) {
    std::cerr << "Error creating socket" << std::endl;
    return EXIT_FAILURE;
  }

  // 绑定 socket
  sockaddr_un addr;
  memset(&addr, 0, sizeof(addr));
  addr.sun_family = AF_UNIX;
  strcpy(addr.sun_path, "/tmp/my_uds");
  if (bind(sockfd, (sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) == -1) {
    std::cerr << "Error binding socket" << std::endl;
    return EXIT_FAILURE;
  }

  // 监听 socket
  if (listen(sockfd, 5) == -1) {
    std::cerr << "Error listening on socket" << std::endl;
    return EXIT_FAILURE;
  }

  // 接受连接
  sockaddr_un client_addr;
  socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
  int client_sockfd = accept(sockfd, (sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);
  if (client_sockfd == -1) {
    std::cerr << "Error accepting connection" << std::endl;
    return EXIT_FAILURE;
  }

  // 通信
  std::string message = "Hello from server";
  if (send(client_sockfd, message.c_str(), message.size() + 1, 0) == -1) {
    std::cerr << "Error sending message" << std::endl;
    return EXIT_FAILURE;
  }

  // 关闭 socket
  close(client_sockfd);
  close(sockfd);

  return EXIT_SUCCESS;
}

客户端：

#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>

int main() {
  // 创建 socket
  int sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
  if (sockfd == -1) {
    std::cerr << "Error creating socket" << std::endl;
    return EXIT_FAILURE;
  }

  // 连接到 socket
  sockaddr_un addr;
  memset(&addr, 0, sizeof(addr));
  addr.sun_family = AF_UNIX;
  strcpy(addr.sun_path, "/tmp/my_uds");
  if (connect(sockfd, (sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) == -1) {
    std::cerr << "Error connecting to socket" << std::endl;
    return EXIT_FAILURE;
  }

  // 通信
  std::string message;
  if (recv(sockfd, &message, sizeof(message), 0) == -1) {
    std::cerr << "Error receiving message" << std::endl;
    return EXIT_FAILURE;
  }
  std::cout << "Message from server: " << message << std::endl;

  // 关闭 socket
  close(sockfd);

  return EXIT_SUCCESS;
}