窥探 Socket 监听的秘密

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socket用listen函数监听，listen从英语上理解就是一个"听"函数，实际上它也就是这个意思。

我们来看unix网络编程这本书是怎样对它的解释：listen函数把一个未连接的套接字转换成一个被动套接字，指示内核应该接受指向该套接字的链接请求。

该函数有2个参数，第一个我就不说了，第二参数规定了内核为相应套接字排队的最大连接个数。只看这些理论搞的人稀里糊涂，我们还是来测一下。

[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]$ 

请注意上面的服务端中，我是没有调用accept函数的，直接调用getchar()了,跑起来。

[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  
 
服务度开启，然后新打开一个窗口开启客户端。 
[mapan@localhost TCP]$ cd ../test/ 
[mapan@localhost test]$  
[mapan@localhost test]$ ./client 127.0.0.1 

查看网络：

[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，已经建立起一个连接了。但是我们没有调用accept函数，连接还是建立起来了，这说说明accept函数和TCP三次握手没啥关系，这也是一个知识盲点。好，在开启一个新窗口运行客户端，查看网络状态。(新开窗口运行客户端同上，这里就不用代码演示了)

[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，又建立起一个连接。在运行一个客户端，看网络状态。

[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 

当第三个客户端连接进来的时候，出现了一个SYN_RECV，这标明第三个客户端没有与服务端建立连接。

我们listen函数设置的监听队列为1，那么监听队列塞了2个之后就没有往里面塞了。这下大概懂了listen函数第二个参数的意义了吧，当参数为1的时候只能监听2个套接字，这应该是从0开始数的。

为什么是大概呢?其实unix网络编程上是这样说的：listen函数的第二个参数是ESTABLISHED和SYN_RECV之和，只是在监听队列没有满的情况下，SYN_RECV状态不容易重现。这时候在服务度输入一个字符会有啥效果呢?

答案告诉你，就是那个SYN_RECV状态变成ESTABLISHED了，这也是 accept函数的作用。accept函数会将已完成连接队列中的对头项返回给进程，所以SYN_RECV变成ESTABLISHED了。这个现象留给大家去实践一下吧，只有自己实践出来的东西才是自己的。