当前位置：首页 > ds >正文

关于第一次接触Linux TCP/IP网络相关项目

ds 2025/8/18 9:22:27

1，IP地址和端口号

IP地址，好比哪一栋楼，告诉你在哪台机器；

port端口，好比哪一层住户，也就是机器上的哪个用户；

两个人聊天：

聊天要有 电话机 （socket）
聊天要有 听电话的方式 （阻塞/非阻塞、epoll 事件机制）

2，TCP、客户端、服务端

TCP：就像打电话，连接建立后，可以可靠、按顺序地说话，不会丢字。一个TCP连接需要：
本地IP + 本地端口 ——> 远端IP + 远端端口
客户端 (client)：主动打电话的人（发起连接）。
服务端 (server)：等电话的人（被动等待）。

3，Socket（套接字）

socket 就是一部“电话机”，你要么用它来打电话，要么用它来接电话。
在代码里，socket() 函数会给你一个 fd（文件描述符），就像一个电话句柄。

Linux 下万物皆文件，socket 也当作文件来处理，所以你能对它用 open/close, read/write, fcntl 等函数。

4，一个 TCP 服务端常见流程（框架）

服务端：

socket() // 买电话机

bind() // 把电话机安装到你家某个门牌号(IP+端口)

listen() // 开始等待电话

accept() // 有人打电话进来，接起

recv()/send() // 和对方说话

close() // 挂电话

客户端：

socket() // 买电话机

connect() // 拨号 (对方IP+端口)

send()/recv() // 说话

close() // 挂电话

`5，`事件驱动 `epoll`

假如你有 不止一个电话，要同时听怎么办？

阻塞：你只能一心一意守着一个电话。recv() 会一直等到有数据，像电话响才接。
非阻塞：recv() 如果没数据，直接返回，不等。
轮询：傻傻的去问“有电话吗？有电话吗？”（效率低）。
epoll：Linux 提供的“秘书”，帮你同时监听很多电话（fd），只要有响铃（EPOLLIN/EPOLLOUT），秘书马上提醒你。这样你不用去问 socket 有没有数据，秘书会在有数据时告诉你。

6，eventfd

是一种特殊的 fd，它本质上就是一个小“计数器”。可以通过write(event_fd, &u, sizeof(u))往里面写一个数（比如 1），它就像按了一个“按钮”，当这个计数器大于 0 时，这个 fd 就会变成 可读(EPOLLIN)。你用 read(event_fd, &u, sizeof(u)) 把它读出来，计数器清零或减少。别人 epoll_wait 的时候会被唤醒，知道“有人按了按钮”。

所以 eventfd 的作用就是：让你自己也能制造一个“事件”，把它接入 epoll 体系。

比喻：你在办公室打瞌睡（epoll_wait 阻塞中）。你队友过来敲一下桌子（写 eventfd）。你马上醒来（epoll_wait 返回），知道有新任务。

6.1，eventfd 和 server 有啥关系？

严格说：

eventfd 和 server 没有业务上的关系
但是它是 server 内部机制的一部分，用来做 控制 / 通知 / 线程间通信

比如：

你的 server 正在 epoll_wait() 里阻塞着
你想优雅关闭 server → 你调用 stop() → 给 event_fd 写一个数
epoll_wait 被唤醒（就像有人打断秘书）
server 主循环读出 eventfd → 知道要退出

如果没有 eventfd，你就很难在 epoll_wait 阻塞时告诉它“该醒了”。

再也可以这样理解：

server_fd
就像一个“门口的门铃”。有新客户端来敲门，epoll 就会告诉主循环去 accept()。
event_fd
就像“老板有急事按的紧急电话”。即使没有客户端消息，也能让 epoll_wait() 马上醒来执行。比如，stop() 就是写 1 到 eventfd → 让主循环退出。

类比：

socket 的“事件”是 客户端发数据
eventfd 的“事件”是 你自己写进去的数字
epoll 不管 fd 是 socket 还是 eventfd，反正都是“fd 上有事儿了”

6.2，eventfd 使用的 API

典型使用流程：

// 1. 创建 eventfd

int efd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK);

// 2. 加入 epoll 监听

struct epoll_event ev{};

ev.events = EPOLLIN; // 等它可读

ev.data.fd = efd;

epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, efd, &ev);

// 3. 在别的地方写入，触发事件

uint64_t u = 1;

write(efd, &u, sizeof(uint64_t));

// 4. epoll_wait 被唤醒后，你在主循环里处理

if (fd == efd) {

uint64_t v;

read(efd, &v, sizeof(uint64_t));

// 把数读出来

std::cout << "eventfd triggered, value=" << v << std::endl;

}

👉 这样，eventfd 就和 server 的 epoll 主循环挂上了钩。

6.3，整体关系再捋一下

server_fd：监听新连接
client_fd：收/发客户端消息
eventfd：给自己用的“内部通知器”，比如唤醒 server 停止、线程通信等
epoll：秘书，统一盯着所有 fd 的状态变化（server_fd/client_fd/eventfd）

6.4，类比总结

socket 就像 客户电话，客户打来你就得接。
eventfd 就像 老板的内线电话，不是客户，但可以随时打断你。
epoll_wait 就像 前台秘书，她同时帮你盯着客户电话和老板内线，哪个响了都立刻告诉你。
server 主循环：秘书报告后，你去决定是接客户电话还是听老板指示。

7，setsockopt, fcntl, keepalive

setsockopt：给 socket 调调参数，比如：
- 开启 TCP keepalive（让系统定期发心跳包，防止对方死了你还蒙在鼓里）。
- 设置收发缓冲区大小。
fcntl：修改 fd 的属性，比如把 socket 设置成 非阻塞（打电话时不必傻等，可以先去干别的事）。

8. recv / send / open / close

recv：接收数据（别人说的话）。
send：发送数据（你说话）。
open/close：打开/关闭一个“文件”或者“设备”，socket 也走这套接口。

9. 整个常见框架（Server + Clients）

把这些拼起来，一个典型的 Linux 网络编程模型：

Server 进程：
- socket → bind → listen
- epoll_create（雇秘书）
- epoll_ctl（秘书盯着监听 socket + 已连接的 socket）
- epoll_wait（秘书等电话）
- accept() 接来电，recv/send 聊天
Client 进程：
- socket → connect → send/recv
- 挂掉时 close
多线程/多进程：
- 可以一个线程专门负责 epoll_wait
- 收到数据后丢给 worker 线程处理