本机进程间通信的一种方式：UDS入门篇一-育师

✅ 一、UDS 是什么？

UDS= Unix Domain Socket（也叫 IPC Socket,也叫域内通信）它是 Linux/Unix 系统中一种进程间通信（IPC：Inter-Process Communication）机制，用于同一台机器上的两个进程之间通信。

📌 和 TCP/IP Socket 不同：
TCP/IP 用于跨网络通信（哪怕本机回环127.0.0.1也要走网络协议栈）
UDS只在本机内核内存缓冲区中进行传输，不经过网络协议栈(所以wireshark无法抓到包)，因此更快、更轻量、更安全。

✅ 二、UDS 是一种框架还是内核实现的代码？

UDS 是Linux 内核实现的，用户直接调系统接口即可。

它是socket API 的一部分，属于 POSIX 标准。
内核在AF_UNIX地址族（Address Family）下实现了完整的通信逻辑。
用户程序通过标准的系统调用（如socket(),bind(),connect(),send(),recv()等）来使用它，就像用 TCP 一样，只是地址类型不同。

✅ 三、UDS 怎么用？

1. 创建 UDS句柄

int sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0); // 或 SOCK_DGRAM

AF_UNIX表示使用 Unix Domain Socket
SOCK_STREAM→ 类似 TCP（可靠、有序）
SOCK_DGRAM→ 类似 UDP（无连接、消息边界）
核心真相：UDS的"TCP/UDP"是内核IPC
1.网络栈 vs 内核IPC通道的底层原理：
- 网络通信：
  应用层 → TCP/UDP协议栈 → IP层 → 网卡驱动 → 物理网卡
  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
  真正的TCP/UDP协议处理
  UDS通信：
  应用层 → 内核IPC模块 → 内核缓冲区
  ^^^^^^^^^^^^^^
  只是借用了TCP/UDP的API模型
关键点：UDS的SOCK_STREAM/SOCK_DGRAM只是接口语义，不是协议实现。
扩展知识：int socket(int domain, int type, int protocol);函数原型：
- 1.domain（通信的协议族/地址族）常用的domain有：
  - 值
    常量
    说明
    AF_INET
    AF_INET
    IPv4 网络协议（最常用）
    AF_INET6
    AF_INET6
    IPv6 网络协议
    AF_UNIX
    AF_UNIX/AF_LOCAL
    本地进程间通信
    AF_PACKET
    AF_PACKET
    底层数据包接口
- 2. type（套接字类型）：
  - 值
    常量
    说明
    1
    SOCK_STREAM
    面向连接的可靠字节流（TCP）
    2
    SOCK_DGRAM
    无连接不可靠数据报（UDP）
    3
    SOCK_RAW
    原始套接字（直接访问网络层）

值	常量	说明
AF_INET	`AF_INET`	IPv4 网络协议（最常用）
AF_INET6	`AF_INET6`	IPv6 网络协议
AF_UNIX	`AF_UNIX`/`AF_LOCAL`	本地进程间通信
AF_PACKET	`AF_PACKET`	底层数据包接口

值	常量	说明
1	`SOCK_STREAM`	面向连接的可靠字节流（TCP）
2	`SOCK_DGRAM`	无连接不可靠数据报（UDP）
3	`SOCK_RAW`	原始套接字（直接访问网络层）

2. 绑定地址（服务端）

UDS 的“地址”文件通常是一个文件系统路径（如/tmp/mysocket）：

struct sockaddr_un addr; memset(&addr, 0, sizeof(addr)); addr.sun_family = AF_UNIX; strcpy(addr.sun_path, "/tmp/mysocket"); bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

⚠️ 注意：UDS地址路径本质：Unix Domain Socket（UDS）文件只是一个“命名标识符”（name endpoint），并不用于存储通信数据。它的作用类似于 TCP 中的 “IP 地址 + 端口号”—— 只是用来标识一个通信端点，而不是数据容器，实际数据不写入磁盘！
例如：ls -l/tmp/mysocket
srwxrwxr-x 1 XX XX012月 17 16:18 /tmp/mysocket

备注：

uds地址文件：由调用bind()的进程创建（通常是服务端）；
- bind()成功返回，该 socket 文件就出现在文件系统中。
- 如果路径已存在同名文件（比如上次崩溃没清理），bind()会失败（返回-1，errno 为EADDRINUSE）。所以通常服务端会在bind()前先unlink()。
- 注意：客户端不需要也不应该创建这个文件。客户端只通过路径去connect()。
- 服务端进程退出自动销毁。

3. 连接（客户端）

客户端也创建AF_UNIXsocket，connect()到与服务端同一个uds路径（如/tmp/mysocket）：

connect(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

4. 通信

之后就可以用read()/write()或send()/recv()像普通 socket 一样收发数据。

5. 清理

通信结束后，服务端应unlink("/tmp/mysocket")删除 socket 文件，避免残留。

6.完整的 C 语言 Unix Domain Socket（UDS）示例：

服务端（server）：监听/tmp/example.sock，接收客户端消息并回显。
客户端（client）：连接到该 socket，发送一条消息并打印回复。
服务端代码：server.c

// server.c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/un.h> #include <errno.h> #define SOCKET_PATH "/tmp/example.sock" #define BUFFER_SIZE 256 int main() { int server_fd, client_fd; struct sockaddr_un addr; char buffer[BUFFER_SIZE]; // 1. 创建 UDS socket server_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0); if (server_fd == -1) { perror("socket"); exit(EXIT_FAILURE); } // 2. 准备地址结构 memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_un)); addr.sun_family = AF_UNIX; strncpy(addr.sun_path, SOCKET_PATH, sizeof(addr.sun_path) - 1); // 3. 删除可能存在的旧 socket 文件 unlink(SOCKET_PATH); // 4. 绑定地址 if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == -1) { perror("bind"); close(server_fd); exit(EXIT_FAILURE); } // 5. 监听连接 if (listen(server_fd, 5) == -1) { perror("listen"); close(server_fd); unlink(SOCKET_PATH); exit(EXIT_FAILURE); } printf("Server listening on %s\n", SOCKET_PATH); // 6. 接受客户端连接 client_fd = accept(server_fd, NULL, NULL); if (client_fd == -1) { perror("accept"); } else { // 7. 读取客户端数据 ssize_t bytes_read = read(client_fd, buffer, BUFFER_SIZE - 1); if (bytes_read > 0) { buffer[bytes_read] = '\0'; printf("Received: %s", buffer); // 8. 回显给客户端 write(client_fd, buffer, bytes_read); } close(client_fd); } // 9. 清理 close(server_fd); unlink(SOCKET_PATH); // 删除 socket 文件 printf("Server shutdown.\n"); return 0; }

客户端代码：client.c

// client.c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/un.h> #define SOCKET_PATH "/tmp/example.sock" #define MESSAGE "Hello from client!\n" int main() { int sock_fd; struct sockaddr_un addr; char buffer[256]; // 1. 创建 UDS socket sock_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0); if (sock_fd == -1) { perror("socket"); exit(EXIT_FAILURE); } // 2. 设置服务器地址 memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_un)); addr.sun_family = AF_UNIX; strncpy(addr.sun_path, SOCKET_PATH, sizeof(addr.sun_path) - 1); // 3. 连接到服务端 if (connect(sock_fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == -1) { perror("connect"); close(sock_fd); exit(EXIT_FAILURE); } // 4. 发送消息 if (write(sock_fd, MESSAGE, strlen(MESSAGE)) != (ssize_t)strlen(MESSAGE)) { perror("write"); } else { printf("Sent: %s", MESSAGE); // 5. 接收回复 ssize_t bytes_read = read(sock_fd, buffer, sizeof(buffer) - 1); if (bytes_read > 0) { buffer[bytes_read] = '\0'; printf("Received echo: %s", buffer); } } close(sock_fd); return 0; }

运行效果：
- 先启动服务端（它会阻塞等待连接）./server
- 再在另一个终端运行客户端./client
预期输出：
- 服务端打印：
  - Server listening on /tmp/example.sock
    Received: Hello from client!
    Server shutdown.
- 客户端打印：
  - Sent: Hello from client!
    Received echo: Hello from client!