Socket编程——API疑问答案

【问题标题】：Socket programming - API doubtSocket编程——API疑问
【发布时间】：2011-02-06 13:50:38
【问题描述】：

今天课堂上贴了一个关于套接字编程中的API设计的问题。

为什么listen()和accept()作为不同的函数提供，而不是合并成一个函数？

现在据我所知，listen 将已连接的套接字标记为准备好接受连接，并在传入连接队列上设置最大界限。如果accept和listen合并，这样的队列可以不维护吗？

还是有其他解释？

提前致谢。

【问题讨论】：

标签： sockets network-programming listen

【解决方案1】：

listen() 表示“开始监听客户”
accept() 的意思是“接受一个客户端，在必要时阻塞直到连接”

将这两者分开是有意义的，因为如果它们被合并，那么单个合并的函数就会阻塞。这会导致非阻塞 I/O 程序出现问题。

例如，让我们以一个典型的服务器为例，它既要侦听新的客户端连接，又要监视现有的客户端连接以获取新消息。像这样的服务器通常使用非阻塞 I/O 模型，因此它不会在任何一个特定的套接字上被阻塞。所以它需要一种方法来“开始监听”服务器套接字而不阻塞它。一旦开始监听服务器套接字，服务器套接字就会被添加到通过select()（在某些系统上称为poll()）监视的套接字桶中。 select() 调用将指示服务器套接字上何时有客户端挂起。然后程序就可以调用accept()，而不必担心阻塞该套接字。

【讨论】：

哦，我也猜到了。我认为一个人不能同时保持许多连接。谢谢。
@ryan 很高兴能够提供帮助

【解决方案2】：

listen(2) 使给定的 TCP 套接字成为服务器套接字，即创建一个队列以接受来自客户端的连接请求。绑定的只有监听端端口和可能的 IP 地址（因此您需要在listen(2) 之前调用bind(2)）。 accept(2) 然后实际上从该队列中获取此类连接请求并将其转换为 已连接的套接字（双向通信所需的四个部分 - 源 IP 地址、源端口号、目标 IP 地址和目标端口号 - 已分配）。 listen(2) 只被调用一次，而accept(2) 通常被调用多次。

【讨论】：

【解决方案3】：

在底层，bind 将地址和端口分配给套接字描述符。这意味着该端口现在是为该套接字保留的，因此系统将无法将相同的端口分配给另一个应用程序（存在异常，但我不会在这里详细说明）。这也是每个套接字一次的操作。

然后listen 负责建立可以为给定套接字描述符排队的连接数，并表明您现在愿意接收连接。

另一方面，accept 用于将第一个连接从待处理连接队列中取出，并创建一个新套接字来处理通过它进行的进一步通信。它可能会被多次调用，通常是这样。默认情况下，如果队列中没有连接，则此操作是阻塞的。

现在假设您想使用异步 IO 机制（如 epoll、poll、kqueue、select 等）。如果listen 和accept 是一个单一的API，你将如何表明给定的socket 愿意接收连接？异步机制需要知道您也希望处理此类事件。

由于语义完全不同，将它们分开是有意义的。

【讨论】：