窺探 socket 監聽的祕密
socket 用 listen 函數監聽，listen 從英語上理解就是一個 "聽" 函數，實際上它也就是這個意思。
我們來看 unix 網絡編程這本書是怎樣對它的解釋：listen 函數把一個未連接的套接字轉換成一個被動套接字，指示內核應該接受指向該套接字的鏈接請求。
該函數有 2 個參數，第一個我就不說了，第二參數規定了內核爲相應套接字排隊的最大連接個數。只看這些理論搞的人稀裏糊塗，我們還是來測一下。
[mapan@localhost test]$ ls
client.cpp makefile server.cpp
[mapan@localhost test]$
[mapan@localhost test]$ cat server.cpp
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <errno.h>
#include <malloc.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdarg.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#define MAXLINE 4096
void main()
{
int listenfd,connfd;
socklen_t clilen;
struct sockaddr_in cliaddr,servaddr;
listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family=AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
servaddr.sin_port=htons(8888);
bind(listenfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));
listen(listenfd,1);
getchar();
connfd=accept(listenfd,(struct sockaddr *)&cliaddr,&clilen);
close(connfd);
close(listenfd);
}
[mapan@localhost test]$ cat client.cpp
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <errno.h>
#include <malloc.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdarg.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#define MAXLINE 4096
void main()
{
int sockfd;
struct sockaddr_in servaddr;
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family=AF_INET;
servaddr.sin_port=htons(8888);
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int ret=connect(sockfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr));
getchar();
close(sockfd);
}
[mapan@localhost test]$ cat makefile
all:server client
server.o:server.cpp
g++ -c server.cpp
client.o:client.cpp
g++ -c client.cpp
server:server.o
g++ -o server server.o
client:client.o
g++ -o client client.o
clean:
rm -f server client *.o
[mapan@localhost test]$請注意上面的服務端中，我是沒有調用 accept 函數的，直接調用 getchar() 了, 跑起來。
[mapan@localhost test]$ make
g++ -c server.cpp
g++ -o server server.o
g++ -c client.cpp
g++ -o client client.o
[mapan@localhost test]$ ./server
服務度開啓，然後新打開一個窗口開啓客戶端。
[mapan@localhost TCP]$ cd ../test/
[mapan@localhost test]$
[mapan@localhost test]$ ./client 127.0.0.1查看網絡：
[mapan@localhost test]$ netstat -na | grep 8888
tcp 0 0 0.0.0.0:8888 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:34846 127.0.0.1:8888 ESTABLISHED
tcp 0 0 127.0.0.1:8888 127.0.0.1:34846 ESTABLISHED
[mapan@localhost test]$看，已經建立起一個連接了。但是我們沒有調用 accept 函數，連接還是建立起來了，這說說明 accept 函數和 TCP 三次握手沒啥關係，這也是一個知識盲點。好，在開啓一個新窗口運行客戶端，查看網絡狀態。(新開窗口運行客戶端同上，這裏就不用代碼演示了)
[mapan@localhost test]$ netstat -na | grep 8888
tcp 0 0 0.0.0.0:8888 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:34846 127.0.0.1:8888 ESTABLISHED
tcp 0 0 127.0.0.1:34848 127.0.0.1:8888 ESTABLISHED
tcp 0 0 127.0.0.1:8888 127.0.0.1:34846 ESTABLISHED
tcp 0 0 127.0.0.1:8888 127.0.0.1:34848 ESTABLISHED看，又建立起一個連接。在運行一個客戶端，看網絡狀態。
[mapan@localhost test]$ netstat -na | grep 8888
tcp 0 0 0.0.0.0:8888 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:8888 127.0.0.1:34850 SYN_RECV
tcp 0 0 127.0.0.1:34846 127.0.0.1:8888 ESTABLISHED
tcp 0 0 127.0.0.1:34848 127.0.0.1:8888 ESTABLISHED
tcp 0 0 127.0.0.1:8888 127.0.0.1:34846 ESTABLISHED
tcp 0 0 127.0.0.1:8888 127.0.0.1:34848 ESTABLISHED
tcp 0 0 127.0.0.1:34850 127.0.0.1:8888 ESTABLISHED當第三個客戶端連接進來的時候，出現了一個 SYN_RECV，這標明第三個客戶端沒有與服務端建立連接。
我們 listen 函數設置的監聽隊列爲 1，那麼監聽隊列塞了 2 個之後就沒有往裏面塞了。這下大概懂了 listen 函數第二個參數的意義了吧，當參數爲 1 的時候只能監聽 2 個套接字，這應該是從 0 開始數的。
爲什麼是大概呢？其實 unix 網絡編程上是這樣說的：listen 函數的第二個參數是 ESTABLISHED 和 SYN_RECV 之和，只是在監聽隊列沒有滿的情況下，SYN_RECV 狀態不容易重現。這時候在服務度輸入一個字符會有啥效果呢？
答案告訴你，就是那個 SYN_RECV 狀態變成 ESTABLISHED 了，這也是 accept 函數的作用。accept 函數會將已完成連接隊列中的對頭項返回給進程，所以 SYN_RECV 變成 ESTABLISHED 了。這個現象留給大家去實踐一下吧，只有自己實踐出來的東西纔是自己的。
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