一、LINUX网络编程基础API
1、socket地址API
1.主机字节序和网络字节序
即小端字节序和大端字节序，linux提供htonl、htons、ntohl、ntohs4个函数来实现主机字节序和网络字节序的转换。
2.通用socket地址
socket网络编程接口中表示socket地址的是sockaddr结构体：
struct socadd{ sa_family_t sa_family; char sa_data[4]; }
sa_family_t为地址族类型（地址族与协议族对应）
linux下的通用socket结构体：
3.专用socket地址
UNIX本地域协议族专用socket地址结构体：
sockaddr_un\sockaddr_in\sockaddr_in6
4.IP地址转换函数
in_addr_t inet_addr(const char * strptr)：点分十进制的IPv4地址转换为用网络字节序整数表示的IPv4，失败INADDR_NONE；
int inet_aton(const char* cp, struct in_addr* inp)：和inet_addr功能相同，但结果是转化为存储于参数inp指向的地址结构中，成功1，是啊白0；
char * inet_ntoa( struct in_addr in)：将用网络字节序整数表示的IPv4地址转化为用点分十进制字符串表示的IPv4地址。
同时适用于IPv4和IPv6的函数：
指定cnt大小的宏定义：
2、创建socket
domain参数：使用哪个底层协议，TCP/IP协议族：PF_INET，PF_INET6，UNIX本地域协议族：PF_UNIX；
type参数：指定服务类型，SOCK_STREAM（流服务，TCP）和SOCK_UGRAM（数据报服务，UDP）；
protocal参数：在前两个参数构成的协议集合下，再选择一个具体的协议，默认为0（别动它）。
socket系统调用成功时返回一个socket文件描述符，失败返回-1并设置errno。
3、命名socket
bind将my_addr所指的socket地址分配给未命名的sockfd文件描述符，addrlen参数指出该socket地址长度
bind成功时返回0，失败返回-1并设置errno
两种常见errno：
EACCES：被绑定的地址是受保护的，仅超级用户能访问。
EADDRINUSE：被绑定地址正在使用。
4、监听socket
创建监听队列：
sockfd参数：指定被监听的socket；
backlog参数：提示内核监听队列的最大长度，长度超过将不受理；
listen成功时返回0，失败则返回-1并设置errno。
5、接受连接
从listen监听队列中接受一个连接：
sockfd参数：执行过listen系统调用的监听socket；
addr参数：获取被接受连接的远端socket地址；
addrlen参数：addr参数获取的socket地址的长度；
accept成功返回一个新的连接socket，该socket唯一地标识了被接受的这个连接，服务器可通过读写该socket来与被接受连接对应的客户端通信；
accpet失败返回-1并设置errno。
6、发起连接
客户端主动与服务器建立连接的函数：
sockfd参数：由socket系统调用返回一个socket；
serv_addr参数：服务器监听的socket地址；
addr_len参数：指定这个地址的长度；
connect成功返回0，一旦成功建立连接，sockfd就唯一标识了这个连接，客户端就可以通过读写sockfd来与服务器通信，
失败则返回-1，并设置errno，常见errno：
ECONNREFUSED：目标端口不存在，连接被拒绝。
ETIMEDOUT：连接超时。
7、关闭连接
通过关闭普通文件描述符的系统调用完成：
fd参数是待关闭的socket
close系统调用并非总是立即关闭一个连接，而是将fd的引用计数减1，只有当fd为0时才真正关闭连接，
系统调用默认将使父进程中打开的socket的引用计数加1，因此必须在父进程和子进程中都对该socket执行close调用才能将连接关闭。
强制关闭：
sockfd参数：待关闭的socket；
howto参数：
shutdown成功返回0，失败返回-1并设置errno。
8、数据读写
1.TCP数据读写
TCP数据流读写的系统调用：
recv读socket上数据，buf指定读缓冲区的位置，len指定读缓冲区的大小，flags参数通常为0；
recv成功时返回实际读取到的数据的长度，可能会小于预期长度，这时可能会多次调用recv才能得到完整数据；
recv返回0就意味着通信对方已经关闭连接；
recv出错时返回-1并设置errno。
send写socket上数据，buf指定写缓冲区的位置，len指定写缓冲区的大小；
send成功时返回实际写入数据的长度；
send失败时返回-1并设置errno。
flags参数为数据的收发提供额外的控制：
MSG_OOB选项给应用程序提供了发送和接收带外数据的方法。
2.UDP数据读写
recvfrom读取sockfd上的数据，buf指定读缓冲区的位置，len指定读缓冲区的大小，
因为UDP通信没有连接的概念，所以每次读取数据都需要获取发送端的socket地址，即参数src_addr所指的内容，
addrlen指定src_addr地址的长度。
sendto往sockfd上写数据，buf指定读缓冲区的位置，len指定读缓冲区的大小，
dest_addr参数指定接收端的socket地址，
addrlen指定src_addr地址的长度。
flags和send/recv系统调用的flags一致，返回值也相同。
注意，如果奖最后两个参数都设置为NULL，那么他们也可以用于面向连接的数据读写。
3.通用数据读写函数
TCP和UDP通用的数据读写系统调用：
msghdr结构体定义：
msg_name成员指向一个socket地址，它指定通信双方的socket地址，
对于TCP协议，该成员变量无意义，必须被设置为NULL，因为对数据流socket来说，对方的地址已经知道。
msg_namelen成员指定msg_name所指socket的长度。
msg_ios成员是iovec结构体类型指针：
iovec结构体封装了一块内存的起始位置和长度，
msg_iovlen指定这样的iovec结构对象有多少个。
recvmsg的分散读（scatter read）：数据被读取并存在msg_iovlen块分散的内存中，这些内存的位置和长度由msg_iov指向的数组指定。
sendmsg的集中读（gather write）：msg_iovlen块分散内存中的数据将被一并发送。
msg_control和msg_controllen成员用于辅助数据的传送。
msg_flags成员无须设定，它会赋值recvmsg/sendmsg的flags参数的内容以影响程序读写过程，
recvmsg调用结束前会将某些更新后的标志设置到msg_flags中。
注，recvmsg和sendmsg的flags参数含义和recv、send一致。
9、带外标记
内核通知应用程序带外数据到达的两种方式：I/O复用和SIGURG信号。
应用程序得到带外数据需接收的通知后，用sockatmark判断sockfd是否处于带外标记：
即下一个被读取到的数据是否是带外数据
socktamark返回1，此时就可以用带MSG_OOB标志的recv调用来接收带外数据，
如果不是，则返回0。
10、地址信息函数
获取一个连接socket的本端socket地址，以及远端的socket地址：
getsockname获取sockfd对应的本端socket地址，并将其存储在address参数指定的内存，该socket地址的长度存储在address_len参数指向变量中，
如果实际长度大于address所指内存区的大小，则该socket地址将被截断，
getsockname成功返回0，失败返回-1并设置errno。
getpeername获取sockfd对应的远端socket地址，其他参数含义和 getsockname一致。
11、socket选项
fcntl系统调用是控制文件描述符熟悉的通用POSIX方法
两个专门用来读取和设置的两个系统调用：
sockfd参数：指定被操作的socket;
level参数：指定要操作哪个协议的选项（属性，如IPv4、IPv6、TCP等）；
option_name参数：指定选项的名字（见下表）；
option_value参数：被操作选项的值；
option_len参数：被操作选项的长度。
getsockopt和setsockopt成功返回0，失败返回-1并设置errno。
部分重要的socket选项实现： （后续补充2022.04.25记）
1.SO_REUSEADDR选项
2.SO_RCVBUF和SO_SNDBUF选项
3.SO_RCVLOWAT好SO_SNDLOWAT选项
4.SO_LINGER选项
12、网络信息API
1.gethostbyname和gethostbyaddr
gethostbyname函数根据主机名称获取主机的完整信息，gethostbyaddr函数根据IP地址获取主机的完整信息。
gethostbyname获取主机顺序：本地/etc/hosts配置文件中查找主机->DNS服务器。
两个函数的定义：
name参数：指定主机的主机名
addr参数：指定目标主机的IP地址
len参数：指定addr所指IP地址的长度
type参数：指定addr所指IP地址的类型（AF_INET和AF_INET6）
这两个函数的返回值都是hostent结构体类型的指针：
2.getservbyname和getservbyport
getservbyname函数根据名称获取某个服务的完整信息，getservbyport函数根据端口号获取某个服务的完整信息，
它们都是通过读取/etc/service文件来获取服务信息的，其结构体如下：
注：
上面的4个函数都是不可重入的，即非线程安全的。
在netdb.h头文件给出了它们的可重入版本，即在它们的尾部加入 _r(re-entrant)
3.getaddrinfo
getaddrinfo函数即能通过主机名获取IP地址，也能通过服务名获取端口号（内部分别使用了gethostbyname和getservbyname）
getaddinfo定义：
hostname参数：可以接收主机名，也可以接收字符表示的IP地址。
service参数：可以接收服务名，也可以接收字符串表示的十进制端口号。
hints参数：应用程序给getaddrinfo的一个提示，以对getaddrinfo的输出进行更精确的控制。hists的参数为NULL时，表示允许getaddrinfo反馈任何可用的结果。
result参数：指向一个链表，该链表用于存储getaddrinfo反馈的结果。
getaddrinfo反馈的每一条结果都是addrinfo结构体类型的对象，其定义如下：
使用hints参数的时候，可设置ai_flags、ai_family、ai_socktype、ai_protocol四个字段，其他字段必须设置为NULL
由于getaddrinfo会隐式地分配内存，所以必须使用配套的一个函数来释放其分配的内存：
4.getnameinfo
getnameinfo函数能通过socket地址同时获取以字符串表示的主机名和服务名（分别使用了gethostbyaddr和getservport）
getnameinfo函数定义如下：
getnameinfo将返回的主机名存储在艾host参数指向的缓存中，
将服务名存储在serv参数指向的缓存中，
hostlen和servlen参数分别指定这两块缓存的长度，
flags参数表：
getaddrinfo和genameinfo函数成功时返回0，失败时返回错误码：
Linux下的strerror函数能将数值错误码errno转换成易读的字符串，下面的函数也可将上表中的错误码转换成其字符串形式：
二、高级I/O函数
1、pipe函数
2、dup函数和dup2函数
3、readv函数和writev函数
4、sendfile函数
5、mmap函数和munmap函数
6、splice函数
7、tee函数
8、fcntl函数
****参考说明****
《Linux高性能服务器编程》--游双