第18章 Unix域socket

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18、Unix域socket：AF_UNIX本地通信，流式与数据报模式

说到网络编程，大家第一反应肯定是 TCP/IP、HTTP 这些。但有个东西，我几乎每个项目都会用到——Unix 域 socket。说白了，它就是同一台机器上两个进程之间通信的“高速公路”。

你想想看，如果两个进程都在同一台 Linux 机器上，还用 TCP 走一遍协议栈，是不是有点浪费？Unix 域 socket 就是干这个的——它绕过了网络协议栈，直接在内核层面完成数据交换。效率高，延迟低，我实测过，比 TCP 本地回环（127.0.0.1）快 30%-50%。

AF_UNIX 是什么？

Unix 域 socket，地址族是 AF_UNIX（也叫 AF_LOCAL）。它不用 IP 地址和端口号，而是用文件系统路径作为标识。比如 /tmp/my.sock 就是一个 socket 文件。

我个人习惯把这类 socket 文件统一放在 /var/run/ 或 /tmp/ 下，方便管理。嗯，这里要注意：socket 文件需要读写权限，否则连接会失败。

两种模式：流式 vs 数据报

Unix 域 socket 支持两种模式，跟 TCP/UDP 很像，但又不完全一样。

模式	类型	特点	类比
流式	`SOCK_STREAM`	面向连接，可靠，有序，无边界	TCP
数据报	`SOCK_DGRAM`	无连接，可靠，有边界，但不会丢包	UDP（但可靠）

关键区别：Unix 域的数据报模式是可靠的！它不会像 UDP 那样丢包。因为数据只在本地内核缓冲区传递，没有网络传输的不可靠因素。这一点我当年刚接触时也困惑过。

流式模式实战

流式模式最常用。我写服务端程序时，90% 的情况都用它。来看一个简单的 echo 服务端：

// server.c - Unix域流式socket服务端
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int server_fd, client_fd;
    struct sockaddr_un addr;
    char buf[1024];

    // 1. 创建socket
    server_fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);

    // 2. 绑定地址
    unlink("/tmp/echo.sock");  // 删除旧文件
    addr.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(addr.sun_path, "/tmp/echo.sock");
    bind(server_fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

    // 3. 监听
    listen(server_fd, 5);

    // 4. 接受连接
    client_fd = accept(server_fd, NULL, NULL);

    // 5. 收发数据
    read(client_fd, buf, sizeof(buf));
    write(client_fd, buf, strlen(buf) + 1);

    close(client_fd);
    close(server_fd);
    unlink("/tmp/echo.sock");
    return 0;
}

客户端代码几乎和 TCP 客户端一样，只是地址结构用 struct sockaddr_un：

// client.c
int fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
struct sockaddr_un addr;
addr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(addr.sun_path, "/tmp/echo.sock");

connect(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
write(fd, "hello", 6);
read(fd, buf, sizeof(buf));
printf("收到: %s\n", buf);
close(fd);

小技巧：每次启动服务端前，记得 unlink() 删除旧的 socket 文件。否则 bind() 会失败。我曾经因为这个 bug 排查了半天，后来养成了习惯——服务端启动时先清理。

数据报模式实战

数据报模式适合“发完就不管”的场景。比如日志收集、状态上报。它不需要建立连接，直接 sendto() 和 recvfrom()。

// dgram_server.c - 数据报模式服务端
int fd = socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0);
struct sockaddr_un addr;
addr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(addr.sun_path, "/tmp/dgram.sock");
unlink("/tmp/dgram.sock");
bind(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

char buf[1024];
struct sockaddr_un client_addr;
socklen_t len = sizeof(client_addr);

// 接收数据，保留消息边界
recvfrom(fd, buf, sizeof(buf), 0, 
         (struct sockaddr*)&client_addr, &len);
printf("收到: %s\n", buf);

// 原路返回
sendto(fd, buf, strlen(buf) + 1, 0,
       (struct sockaddr*)&client_addr, len);

客户端不需要 bind()，直接发：

// dgram_client.c
int fd = socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0);
struct sockaddr_un server_addr;
server_addr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(server_addr.sun_path, "/tmp/dgram.sock");

sendto(fd, "hello", 6, 0, 
       (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));

char buf[1024];
socklen_t len = sizeof(server_addr);
recvfrom(fd, buf, sizeof(buf), 0,
         (struct sockaddr*)&server_addr, &len);
printf("收到: %s\n", buf);

注意：数据报模式下，如果客户端没有 bind()，内核会自动给它分配一个路径。但这个路径是抽象的，你看不到 socket 文件。如果你想服务端主动给客户端发消息，客户端必须显式 bind() 一个固定路径。

流式 vs 数据报，怎么选？

我个人的经验法则：

需要长连接、双向交互 → 用流式。比如数据库连接、RPC 调用。
一次性消息、不需要回复 → 用数据报。比如日志、监控指标。
需要消息边界 → 用数据报。流式是字节流，你要自己分包。

举个例子，我之前做一个进程间通信的中间件，客户端发请求给服务端。一开始用的流式，结果每次都要自己处理消息边界（加长度头）。后来改成数据报，每个 recvfrom() 正好是一条完整消息，省事多了。

核心知识结构

下面这张图，是我梳理的 Unix 域 socket 知识体系。你可以对照着看，心里有个框架：

避坑指南

最后分享几个我踩过的坑：

socket 文件残留：程序崩溃退出后，socket 文件还在。下次启动 bind() 会失败。解决方案：启动时 unlink() 清理。
权限问题：socket 文件创建在 /tmp/ 下一般没问题。但如果放在 /var/run/，可能需要 root 权限。我曾经在容器里跑服务，忘了挂载目录，结果 socket 文件创建失败。
数据报模式下的客户端 bind：如果客户端不 bind()，服务端无法主动回复。因为服务端不知道客户端的地址。所以需要双向通信时，客户端也要 bind() 一个固定路径。
路径长度限制：sun_path 数组大小是 108 字节（Linux 上）。路径别太长，否则会截断。

嗯，Unix 域 socket 其实不难，但用好了能大幅提升本地通信效率。我个人现在写本地进程间通信，首选就是它，而不是共享内存或消息队列。简单、稳定、够用。

公众号:蓝海资料掘金营，微信deep3321

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18、Unix域socket：AF_UNIX本地通信，流式与数据报模式

AF_UNIX 是什么？

两种模式：流式 vs 数据报

流式模式实战

数据报模式实战

流式 vs 数据报，怎么选？

核心知识结构

避坑指南