要開始建造我們的高性能socket服務器大廈之前，還是讓我們先從泥水匠做起吧，先來了解以下泥沙和工具吧。
記得前面說的嗎？一次只做一件事，並且做好它。現在我們就拋開所有雜念和對高性能socket服務器的各種猜想，先做一個最基本的socket服務器端程序。
等我們逐步熟悉了泥沙和工具，我們再殺回來逐個幹掉高深莫測的服務器架構設計，這就是我們的行動計劃。
這裏先貼出本章的示例代碼，我再根據這個代碼跟大家逐步講解socket編程的關鍵知識點：
socketd.c
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #define SD_PORT 10086 #define SD_BACK_LOG 10 int sd_listener_fd; void sd_init () { int reuse = 1; struct sockaddr_in addr; if ((sd_listener_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { perror("Create listener socket failed"); exit(-1); } if (setsockopt(sd_listener_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) == -1) { perror("Setup listener socket failed"); exit(-1); } bzero(&(addr.sin_zero), 8); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(SD_PORT); addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); if (bind(sd_listener_fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) == -1) { perror("Bind listener socket address failed"); exit(-1); } if (listen(sd_listener_fd, SD_BACK_LOG) == -1) { perror("Listen port failed"); exit(-1); } } void sd_loop () { char buf[1024]; int ret = 0; int client_fd; int client_addr_len; struct sockaddr_in client_addr; printf("Waiting connect on port %dn", SD_PORT); client_addr_len = sizeof(client_addr); client_fd = accept(sd_listener_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len); printf("Client connectedn"); for (;;) { if ((ret = read(client_fd, buf, 1024)) == 0) { close(client_fd); printf("Client closedn"); break; } else { write(client_fd, buf, ret); } } } void sd_down () { close(sd_listener_fd); printf("Server shutdownn"); } int main (int argc, char *argv[]) { sd_init(); sd_loop(); sd_down(); return 1; }
上面的代碼是一個簡單的echo服務器，它一次只處理一個連接，在客戶端退出時服務器端也跟着關閉
你可以複製上面的代碼保存爲socketd.c，然後打開終端，切換到文件所在目錄，輸入：
cc socketd.c -o socketd
不出意外的話，我們的最原始版socket服務器就編譯好了。然後輸入：
./socketd
服務器就啓動了。另外再開一個終端，輸入：
telnet localhost 10086
這時候telnet應該能連上socket服務器，你可以在telnet裏面輸入一些文字，然後回車，服務器應該會將你發送的內容原樣返回。
當你玩膩了，就在telnet界面按住Ctrl鍵，然後輸入“]“，回車。這時候telent會切換到命令界面，輸入q，回車，退出telent。
telnet退出後，相當於客戶端斷開了連接，按代碼邏輯上面的示例程序應該會跟着退出。
順便說一下，像上面示例這樣接受並原樣返回客戶端請求內容的socket服務器叫做echo服務器，名字誰取的我不知道，反正大家都這麼叫。 :)
下面我們來分析一下這段代碼，我們從大結構分析入手，再深入到每個函數的介紹。
閱讀這段代碼要從main函數開始，main函數逐步調用了三個sd_開頭的函數，sd_init() 初始化服務器 -> sd_loop() 服務器循環處理請求 -> sd_down() 服務器關閉。
sd_init 函數中的代碼是典型的服務器端socket初始化過程，socket() 創建套接字 -> bind() 綁定地址 -> listener() 開始監聽端口。
sd_loop 函數中的代碼則是一個簡單的接收客戶端請求並回發數據的示例，accept() 接受新連接 -> read() 接受請求數據 -> write()發送數據。
sd_down 函數中的代碼演示瞭如何關閉套接字，close() 就這麼簡單。
下面我以函數註釋的方式一一註釋上面代碼涉及到的系統函數，這樣可以不需要附加太多廢話的描述並條理清晰。
/* * 功能：創建socket * 返回：成功時，返回socket文件描述符；失敗時，返回-1，可以通過errno獲取錯誤類型 * 參數： * domain － 地址種類，較常用的有AF_INET和AF_INET6，分別對應IPv4協議和IPv6協議 * type － 套接字類型，較常用的有SOCK_STREAM和SOCK_DGRAM，分別對應TCP/IP協議和UDP協議 * protocol － 協議，一些特殊的套接字類型下可能會用到，但是做TCP或者UDP編程時不會用到此參數，所以我們通常傳遞0 */ int socket(int domain, int type, int protocol); /* * 功能：將socket綁定到指定的地址 * 返回：成功時，返回0；失敗時，返回-1，可以通過errno獲取錯誤類型 * 參數： * sockfd － 套接字文件描述符，就是socket函數成功時返回的那個 * addr － 所要綁定到的地址，其中包含地址種類、協議族IP地址和端口號，IP地址和端口號在賦值時分別需要用htonl和htons函數進行大小端轉換 * addrlen － 地址長度，因爲我們通常用的是sockaddr_in類型地址，所以這個參數就是sizeof(struct sockaddr_in) */ int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); /* * 功能：監聽套接字上的連接 * 返回：成功時，返回0；失敗時，返回-1，可以通過errno獲取錯誤類型 * 參數： * sockfd － 套接字文件描述符，就是socket函數成功時返回的那個 * backlog － 等待連接完成的隊列大小，當服務器繁忙時可能沒辦法一次響應所有連接請求， * 這時候連接請求會被放入隊列等待處理，隊列滿的時候，客戶端才真正無法連接 */ int listen(int sockfd, int backlog); /* * 功能：接受一個新的連接 * 返回：成功時，返回新連接的socket文件描述符；失敗時，返回-1，可以通過errno獲取錯誤類型 * 參數： * sockfd － 監聽的套接字文件描述符，就是listen函數用的那個 * addr － 新連接的地址信息（指針返回） * addrlen － 新連接的地址長度（指針返回） */ int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
上面的函數介紹並不是最詳細也不是最權威的，我建議大家不妨在命令行下面用man命令查閱各個函數的詳細文檔，用法是man [函數名]。
在bind之前我們創建socket地址的時候，用到了htonl和htons函數：
/* * 功能：Host to Network (long)，將主機上的長整型數據進行大小端轉換，以適應網絡規範 */ uint32_t htonl(uint32_t hostlong); /* * 功能：Host to Network (short)，將主機上的短整型數據進行大小端轉換，以適應網絡規範 */ uint16_t htons(uint16_t hostshort);
分別與這兩個函數對應但沒有出現在代碼中的還有：
/* * 功能：Network to Host (long)，將網絡規範格式的長整型數據進行大小端轉換，以適應主機 */ uint32_t ntohl(uint32_t netlong); /* * 功能：Network to Host (short)，將網絡規範格式的短整型數據進行大小端轉換，以適應主機 */ uint16_t ntohs(uint16_t netshort);
爲什麼數據需要進行大小端的轉換呢？大小端轉換又是什麼呢？這就要涉及到計算機組織原理的知識了。
簡單說來，我們的數據在計算機中是以二進制字節數據表示的，二進制字節數據保存在內存中時就涉及到一個實現問題，比如十進制數1，對應的字節是應該表示成1000 0000還是0000 0001呢？到底是高位在前還是低位在前對計算機來說是一個實現的問題，而我們平時閱讀和書寫的習慣是高位在前，所以成爲大端模式，即0000 0001格式，而反之則稱爲小端格式。在不同廠商的CPU上，數據的存儲格式是不一樣的，比如IBM和SUN用的是大端格式，Intel用的則是小端格式。而當不同數據格式的主機，在網絡間進行數據傳輸時，這個實現問題就演變成了兼容問題，而RFC規範中規定了網絡通訊時的字節格式是大端格式，所以系統就提供了相應的轉換函數提高程序兼容性。
對於大小端格式的詳細信息，大家如果有興趣瞭解可以在網上搜索，下面是一個關於大小端的有趣故事：
端模式（Endian）的這個詞出自Jonathan Swift書寫的《格列佛遊記》。 這本書根據將雞蛋敲開的方法不同將所有的人分爲兩類，從圓頭開始將雞蛋敲開的人被歸爲Big Endian，從尖頭開始將雞蛋敲開的人被歸爲Littile Endian。 小人國的內戰就源於吃雞蛋時是究竟從大頭（Big-Endian）敲開還是從小頭（Little-Endian）敲開。在計算機業Big Endian和Little Endian也幾乎引起一場戰爭。 在計算機業界，Endian表示數據在存儲器中的存放順序。
示例代碼中，在創建監聽的套接字文件描述符後，還執行了這樣一句代碼：
setsockopt(sd_listener_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse));
setsockopt函數是用來設置socket的參數的，這些參數決定socket的一些表現，例如後面的章節中我們使用這個函數設置socket爲無阻塞模式。而上面這行代碼則是用來運行socket重用端口的，所以它必須執行在bind之前。這麼設置爲了防止程序在意外退出後，系統沒有釋放端口而導致程序無法再使用原來端口
本章的示例代碼只需要走馬觀花看一遍，熟悉一下socket編程的大概流程，以後自己親手實驗的時候不記得怎麼做了再回來查閱就可以。
沒必要死記硬背這些API，只需要知到這些函數存在，它們大概幹什麼用的。蓋樓嘛，你背各種泥沙學名和化學成分有什麼用？只要懂得辨別，需要時能從手冊找到查閱到具體信息就可以了。
本章總結
本章演示了一個簡單的echo服務器，它只支持一次處理一個連接，並且在連接退出時，服務器端也跟着關閉。
通過這個簡單的例子，我們學習了基本的socket初始化過程和連接的響應方式。
當然這些知識對於我們的遠大目標“高性能socket服務器"來說是遠遠不夠的，但是這些是基礎的基礎，至少我們已經邁開了第一步。