getaddrinfo 是什么？

getaddrinfo 是一个用于将主机名和服务名解析为套接字地址结构的函数，它在网络编程中起着关键作用。以下是关于 getaddrinfo 函数的一些关键点：

1. 协议无关性：getaddrinfo 是一个协议无关的函数，既可以用于IPv4也可用于IPv6，这使得它比早期的 gethostbyname 函数更加灵活和强大。

2. 功能：该函数能够处理名字到地址以及服务到端口这两种转换，返回的是一个 addrinfo 结构体（列表）指针，而不是单一的地址。

3. 参数：

   • nodename：可以是主机名或者数字化的地址字符串（IPv4的点分十进制串或者IPv6的16进制串）。
   • servname：服务名可以是十进制的端口号，也可以是已定义的服务名称，如"ftp"、"http"等。
   • hints：是一个 addrinfo 结构体的指针，由调用者填写关于期望返回的信息类型的提示。
   • res：返回结果，指向一个 addrinfo 结构体链表的指针。

4. 返回值：成功时返回0，失败时返回非0错误码，可以通过 gai_strerror 函数获取错误信息。

5. 使用细节：如果函数返回成功，那么 res 参数指向的变量将被填入一个指针，指向由 ai_next 成员串联起来的 addrinfo 结构链表。可能返回多个 addrinfo 结构的情况包括：与 hostname 参数关联的地址有多个，或者 service 参数指定的服务支持多个套接口类型。

6. 内存管理：由 getaddrinfo 返回的所有存储空间都是动态分配的，必须通过调用 freeaddrinfo 函数释放。

7. 应用场景：getaddrinfo 在网络编程中有广泛的应用，包括建立TCP/UDP连接、实现DNS查询、处理多IP地址等。

综上所述，getaddrinfo 是一个功能全面、支持多种协议的地址解析函数，适用于现代网络编程中的多种场景。

getaddrinfo 函数的使用涉及到几个步骤，包括设置 hints 结构体、调用 getaddrinfo 函数、处理返回的 addrinfo 结构体链表，以及释放内存。下面是一个使用 getaddrinfo 函数的简单示例，它展示了如何将主机名和端口号解析为套接字地址结构：

#include <iostream>
#include <string>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

int main() {
    const char *node = "example.com";
    const char *service = "http";
    struct addrinfo hints, *res, *p;

    // 初始化 hints 结构体
    memset(&hints, 0, sizeof hints);
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;    // 不指定是IPv4还是IPv6
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; // 我们想要的是流式套接字（例如TCP）

    // 调用 getaddrinfo 函数
    int status = getaddrinfo(node, service, &hints, &res);
    if (status != 0) {
        std::cerr << "getaddrinfo error: " << gai_strerror(status) << std::endl;
        return 1;
    }

    // 遍历 addrinfo 结构体链表
    for (p = res; p != NULL; p = p->ai_next) {
        void *addr;
        char ipstr[INET6_ADDRSTRLEN]; // INET6_ADDRSTRLEN 是 IPv6 地址的最大长度

        if (p->ai_family == AF_INET) { // IPv4
            struct sockaddr_in *ipv4 = reinterpret_cast<struct sockaddr_in *>(p->ai_addr);
            addr = &(ipv4->sin_addr);
        } else { // IPv6
            struct sockaddr_in6 *ipv6 = reinterpret_cast<struct sockaddr_in6 *>(p->ai_addr);
            addr = &(ipv6->sin6_addr);
        }

        // 将地址转换成字符串形式
        inet_ntop(p->ai_family, addr, ipstr, sizeof ipstr);
        std::cout << "IP Address: " << ipstr << std::endl;
    }

    // 释放 getaddrinfo 分配的内存
    freeaddrinfo(res);

    return 0;
}

步骤解释：

1. 初始化 hints 结构体：

   • memset(&hints, 0, sizeof hints);：将 hints 结构体清零。
   • hints.ai_family = AF_UNSPEC;：不指定地址族，可以是IPv4或IPv6。
   • hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;：指定我们想要的是流式套接字（例如TCP）。

2. 调用 getaddrinfo 函数：

   • getaddrinfo(node, service, &hints, &res);：将主机名和端口号解析为套接字地址结构。
   • 如果返回值不为0，则输出错误信息并退出。

3. 遍历 addrinfo 结构体链表：

   • 使用 for 循环遍历返回的 addrinfo 结构体链表。
   • 根据地址族（IPv4或IPv6），将地址转换为字符串形式，并输出。

4. 释放内存：

   • 使用 freeaddrinfo(res); 释放 getaddrinfo 分配的内存。

这个示例展示了如何使用 getaddrinfo 函数将主机名和端口号解析为套接字地址结构，并输出解析后的IP地址。希望这个示例能帮助你理解 getaddrinfo 的使用方式。