TCP的listen和accept函数

本文详细介绍了listen函数如何将主动套接口转换为被动套接口并设置最大连接队列长度,以及accept函数如何为每次成功的连接请求返回一个新的已连接套接口描述符。

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int listen(int sockfd, int backlog);

完成两件事情:

   1、将未连接的套接口转换成被动套接口,指示内核应接收指向此套接的连接请求。
      导致套接口从CLOSED状态到LISTEN状态;
   2、规定内核为此套接口排队的最大连接数。
     一般来讲,此函数应该在调用了socket&bind之后,在调用accept之前进行调用。
   3、对于给定的监听套接口,内核必须为它维护两个队列:
     ·未完成连接的队列:正在等待完成TCP三路握手的SYN分节,这些套接口都处于
       SYN_RCVD状态;
     ·已完成连接的队列:已完成三路握手的套接口,处于ESTABLISH状态。
       而backlog为两个队列长度总和,因此,对于backlog,网络程序员们常常在程

       序中设定缺省值,同时允许通过命令行的形式进行修改。

int accept(int sockfd, struct sockaddr * cliaddr, socklen_t *addrlen);
     如果accept成功,返回一个由内核分配的全新描述字(已连接套接口描述字),代表与客户的TCP连接。而此前的描述字(由socket函数生成)称为监听套接口描述字。两者的区别非常重要:一个服务器常常只生成一个监听套接口且一直存在,直到该服务器关闭;然而内核为每个已连接的客户创建一个已连接套接口,当服务器完成某服务时,即可关闭。
    该函数最多返回三个值:返回一个即可能是已连接套接口描述字,也可能错误指示的整数;一个客户进程的协议地址(由cliaddr所指)以及该地址的大小(由addrlen所指)。

<think>好的,用户想了解listenaccept函数的详解。首先,我得回忆一下这两个函数在网络编程中的作用,特别是在TCP服务器中的应用场景。 首先,listen函数。我记得它是在socket创建并绑定之后调用的,用来让服务器进入监听状态。那它的参数backlog具体是什么意思呢?可能用户也会问到这一点。需要解释清楚backlog的作用,是控制连接请求队列的最大长度。但要注意不同操作系统可能有不同的实现方式,比如有的使用半连接队列,有的用全连接队列,或者两者都有。这部分可能需要查证一下,确保准确。 然后是accept函数。它的作用是接受客户端的连接,返回一个新的socket文件描述符,用于客户端通信。这里要强调accept会阻塞,直到有连接到达。另外,原监听socket继续监听,而新的socket用于数据传输。可能需要提到accept的参数,比如addraddrlen是用来获取客户端地址信息的,如果不需要的话可以传NULL。 接下来,用户可能需要知道这两个函数的使用顺序常见错误。比如,没有调用listen直接调用accept会导致错误,或者backlog设置不合适可能影响服务器性能。此外,在多线程或异步编程中,如何处理accept的阻塞问题,比如使用非阻塞socket或者多路复用技术。 还要考虑用户的实际应用场景。比如在编写一个简单的TCP服务器时,如何正确使用这两个函数,可能的代码示例。但用户没有要求代码,所以可能需要用文字描述流程。比如socket() -> bind() -> listen() -> accept() -> read/write -> close()。 另外,错误处理也是关键。比如listen调用失败的原因,可能是socket未绑定,或者已经处于监听状态。accept返回EINTR信号中断的情况,如何处理。 还要区分TCPUDP的不同,因为UDP不需要listenaccept,但用户问的是TCP相关,所以可以不用展开。 可能需要提到一些高级内容,比如backlog的最佳实践,或者在不同操作系统中的表现差异,但作为基础介绍,保持简洁可能更好。 总结下来,回答的结构应该是先分别介绍listenaccept的功能、参数、返回值,然后说明它们在TCP服务器中的使用流程,常见问题及注意事项。确保用中文解释清楚,避免术语混乱,同时保持技术准确性。</think>### listen()accept()函数详解(基于TCP协议) #### 一、listen()函数 1. **功能**: - 将套接字设置为**被动监听模式** - 创建连接请求队列(内核维护) - 只能用于**SOCK_STREAM**类型的TCP套接字 2. **函数原型**: ```c int listen(int sockfd, int backlog); ``` 3. **参数解析**: - `sockfd`:通过bind()绑定过的套接字描述符 - `backlog`:队列最大连接请求数(实际值受系统限制) 4. **关键特性**: - 调用后会立即返回,不阻塞 - 典型错误:未调用bind()直接listen() - 队列溢出时客户端会收到ECONNREFUSED错误 #### 二、accept()函数 1. **功能**: - 从连接队列取出**首个已完成连接** - 创建并返回**新套接字**用于数据通信 - 原监听套接字继续保持监听状态 2. **函数原型**: ```c int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); ``` 3. **参数解析**: - `sockfd`:处于LISTEN状态的套接字 - `addr`:输出参数,存储客户端地址信息 - `addrlen`:输入输出参数,地址结构长度 4. **关键特性**: - 阻塞函数(默认行为),直到有连接到达 - 返回的新套接字与客户端建立全双工连接 - 典型错误:在非监听套接字上调用accept() #### 三、典型TCP服务器工作流程 1. 创建套接字 $$socket() \rightarrow bind() \rightarrow listen() \rightarrow accept()$$ 2. 处理连接 - 父进程继续监听(主套接字) - 子进程/线程处理新套接字通信 3. 关闭连接 - 通信完成后关闭新套接字 - 服务终止时关闭监听套接字 #### 四、重要细节说明 1. **backlog参数**: - Linux中实际值取$$min(backlog, /proc/sys/net/core/somaxconn)$$ - 包含两种状态连接: - 未完成三次握手的连接(SYN_RCVD) - 已完成握手的连接(ESTABLISHED) 2. **accept阻塞问题**: - 可使用`fcntl()`设置非阻塞模式 - 搭配I/O多路复用(select/poll/epoll)使用 - 信号中断时需处理EINTR错误 3. **地址重用**: ```c int opt = 1; setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt)); ``` #### 五、典型错误处理 | 错误类型 | 常见原因 | 解决方法 | |-----------------|---------------------------|------------------------------| | EADDRINUSE | 端口被占用 | 设置SO_REUSEADDR选项 | | EINVAL | 套接字未绑定或已监听 | 检查bind/listen调用顺序 | | ECONNABORTED | 客户端中止连接 | 忽略错误,继续accept | | EMFILE/ENFILE | 进程/系统文件描述符耗尽 | 调整资源限制 | #### 六、最佳实践建议 1. 始终检查返回值 2. 使用非阻塞I/O+多路复用处理高并发 3. 在子进程中及时关闭不需要的套接字 4. 合理设置backlog值(建议至少1024) 5. 处理信号中断(如SIGINT)
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