網路程式設計詳解-含一些開發總結
開始介紹前，說點經驗之談，希望能有所幫助，在專案開發中肯定涉及到多程序/執行緒，這時使用網路程式設計的系統調應十分小心，也就是在程式設計時應注意：
（1）假如父程序服務端，子程序客戶端（發個心跳什麼的），若用子程序建立socket，然後利用該socket去發心跳，這樣是行不通的，因為每個子程序socket產生的fd是相同的（多數人會認為創建出的fd不同），所以子程序中bind的是同一個fd，肯定error嘛。最好應該在父程序就建立好多條sokect，在子程序中去使用，提醒：合理使用容器很重要（vector+unordered_map）。
（2）子程序除了發心跳，肯定要處理什麼event吧，我們在接受事件(accept)時應該小心“驚群效應”，也就是在父程序listen，子程序accept時，會出現多個子程序同時去accept的現象，但我們只希望一個子程序執行accept，所以在應加鎖，子程序accept和recv完後，再釋放鎖。
（3）epoll_wait也有不少坑需要避讓，詳見：epoll詳解（邊沿觸發/水平觸發），小心epoll_wait
#include <sys/socket.h> int socket(int domain, int type, int protocol);
功能：實現同一主機 或 網路中的不同主機 程序間通訊，程序通過返回值訪問套接字。socket預設是阻塞，往往高併發伺服器中需要通過fcntl函式重設定為非阻塞模式。
返回值：成功，返回套接字的檔案描述符。失敗，返回 -1。
引數 domain：域，表示通訊特性，可選引數：
（1）AF_INET：IPv4因特網域。
（2）AF_INET6：IPv6因特網域。
（3）AF_UNIX：以後討論，別名：AF_LOCAL。
（4）AF_UPSPEC：“任何”域。
引數 type：型別，確定套接字型別，進一步確定通訊特性。可選引數：
（1）SOCK_DGRAM：固定長度、無連線、不可靠報文傳輸。無連線套接字傳送的報文，每個報文都有目的地址。
（2）SOCK_RAM：IP協議的資料報介面。
（3）SOCK_SEQPACKET：固定長度、面向連線、有序、可靠報文傳輸。有連線方式傳送報文，只連線建立好，在訊息傳遞過程中，訊息是不包含目的地址的。
（4）SOCK_STREAM：有序、可靠、雙向、面向連線的位元組流。
引數protocol：協議，通常是 0，表示為給定域和型別選擇預設的通訊協議。比如：IPPROTO_IP（ipv4 網際協議）、IPPROTO_IPV6（ipv6 網際協議）。
#include <sys/socket.h>
int shutdown(int sockfd, int how);功能：套接字是雙向的，可以使用該函式來禁止一個套接字I/O。
返回值：成功返回 0；失敗返回 -1。
引數how：SHUT_RD：關閉讀端。SHUT_WR：關閉寫端。SHUT_RDWR：關閉讀寫端。
為什麼有了close 還要shutdown 呢？因為close 的關閉只有使用這個套接字的所有引用都關閉才會將套接字關閉，而shutdown 允許套接字處於不活躍狀態， 和引用這個套接字檔案描述符的數目無關。
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const stuct sockaddr *addr, socklen_ len);
struct sockaddr_in {
short sin_family; // 2 bytes e.g. AF_INET, AF_INET6
unsigned short sin_port; // 2 bytes e.g. htons(3490)
struct in_addr sin_addr; // 4 bytes see struct in_addr, below
char sin_zero[8]; // 8 bytes zero this if you want to
};
struct in_addr {
unsigned long s_addr; // 4 bytes load with inet_pton(),ip
}; 功能：將一個客戶端的套接字關聯上一個地址。
返回值：成功返回 0；失敗返回 -1。
引數：
（1）sockfd：socket()函式返回的套接字檔案木描述符。
（2）sockaddr：sockaddr_in 和 sockaddr都是地址結構，都為16位元組的結構體。核心不關心地址結構（所以之間可進行型別轉換），當它複製或傳遞地址給驅動的時候，它依據 socklen_ 確定需要複製多少資料。
（3）socklen_：即是sizeof(sockaddr)。
這個繫結的地址有以下限制：
（1）這個指定的地址在程序執行的計算機上必須是有效的，不能指定其它機器的地址。
（2）地址必須和建立套接字時的地址族所支援的格式相匹配。
（3）地址中的埠不小於1024。
（4）一般只能將一個套接字端點繫結在一個給定地址上，儘管有些協議支援重繫結。
可以呼叫getsockname 來發現繫結在套接字上的地址；用getpeername 來找到連線上的對方地址。
由於網路側採用大端模式進行資料的傳輸，可我們的主機不一定都採用大端方式進行資料儲存，比如x86架構小端、c51架構大端（《can通訊》裡詳細說明），所以給sockaddr_in 賦值時往往會用到這幾個函式進行資料的轉換：
（1）u_short htons( u_short hostshort )：host to net short，將埠號填入sockaddr_in.sin_port，會使用到該函式進行轉換。
（2）uint32_t htonl( uint32_t hostlong )：host to net long，將ip填入sockaddr_in.sin_addr.s_addr，會使用到該函式進行轉換。
（3）char * inet_ntoa(struct in_addr)：常用於，accept收到的sockaddr_in.sin_addr轉換為點分十進位制。
（4） in_addr_t inet_addr(const char *)：將點分十進位制字串，轉為無符號長整型。使用該函式，也自動將資料轉為了大端。
（5）in_port_t atoi(const char *)：字串轉整形。#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const stuct sockaddr *addr, socklen_ len);功能：建立連線。。
返回值：成功返回 0；失敗返回 -1。
引數：指定地址是我們想通訊的伺服器地址。如果如果sockfd沒有繫結地址，connect會給呼叫者繫結一個預設地址。
#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);功能：接受連線請求。listen只是將主動套接字介面(sockfd)變為被動套接字介面，設定核心接受此套接字連線請求。並不建立連線，三次握手發生在listen和accept之間。
返回值：成功返回 0；失敗返回 -1。
引數：backlog，表示已完成3次握手，但未accept的最多連線數，這個值的指定只是參考，實際上核心會做一些調整。一旦該佇列滿，系統便會拒絕多餘連線請求。
細節：對於上述的“三次握手連線是在listen和accept之間完成的”這句話進行解釋，listen將“主動套接字介面”置為“被動套接字介面”後，該介面就可以稱之為監聽介面，核心為監聽埠維護兩個佇列：(1)未完成連線的佇列（伺服器處於SYN_RECV狀態）。(2)完成連線的佇列。accept是從完成連線佇列中取出最前邊使用，並將其改一個新fd。
3次握手的步驟：
(1)客戶端close，服務端listen。
(2)客戶端傳送SYN，處於SYN_SEND狀態。（一次）
(3)服務端收到該資訊，變為SYN_RECV狀態，並回復客戶端。（二次）
(4)客戶端收到訊息，變為ESTABLISHED狀態，併發ACK確認訊息。（三次）
(5)服務端收到到ACK，變為ESTABLISHED狀態。
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *len);功能：獲得連線請求，返回新的套接字fd。
返回值：成功，返回套接字的檔案描述符。失敗，返回 -1。
引數：引數 sockfd：表示原始套接字檔案描述符，與返回的檔案描述符是不同的。參數 addr：用來存放客戶端的地址資訊，不使用置為NULL。引數 len：表示客戶端地址的大小，不使用置為NULL。
細節：為什麼accept要放在三次握手後呢？其實在以前accept是放在上述三次握手的第三步，accept會分配資源給連線，現假設在第三步後accept，此時連線還沒有建立，要是第四步客戶端不進行回覆，那就是既沒建立好連線卻又分配了資源，這個漏洞導致了“DDOS攻擊”的產生。
#include <sys/socket.h>
int send( SOCKET s, const char FAR *buf, int len, int flags );功能：從tcp連線到一段將訊息發往另一端。
返回值：成功返回位元組數，失敗返回 SOCKET_ERROR，即-1。
引數：
（1）第一個引數是需要使用的套接字連線符，accept後改變的那個。
（2）要傳送的資料存放位置。
（3）資料大小，位元組。
（4）通常為0。
#include <sys/socket.h>
int recv( SOCKET s, char FAR *buf, int len, int flags);和 send 函式基本相同，只要注意與send函式的buf 的區別就好。
int setsockopt(int sock, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);功能：設定某level 的狀態。
返回值：成功0。失敗-1，errno被設定。
引數：細明參見：https://blog.csdn.net/xioahw/article/details/4056514
這裡說明一下level為：SOL_SOCKET ，optname為：SO_REUSEADDR，這時表示埠可重用，當optval非0時，重用bind中的地址。
該函式有關心跳包的設定：https://blog.csdn.net/aa2650/article/details/17027845、https://blog.csdn.net/ctthuangcheng/article/details/8596818
網路程式設計注意點：
(1) 多個子程序socket產生的socket_fd數值是一樣的，但表示的是不同的套接字，因為fd的使用範圍是程序，不同程序，相同的fd，也可能表示不同檔案。
(2) 正常情況下，多程序不能同時bind同一個ip:port，如果有這樣的需求，可使用setsockopt設定SO_REUSEPORT。SO_REUSEPORT是避免“驚群”的最好方法了，暫時沒有之一
(3) 服務端多個程序使用SO_REUSEPORT，bind同一ip:port，accept時不會報錯的。但是客戶端多個程序使用SO_REUSEPORT，bind同一ip:port，在connect時還是會報錯的。