1：linux网络API分为：socker地址API，socker基础API，网络信息API
1，socker地址API：包含IP地址和端口(ip, port)。表示TCP通信的一端。
2，socker基础API：创建/命名/监听socker，接收/发起链接，读写数据，获取地址信息，检测带外标记和读取/设置socker选项。sys/socket.h
3，网络信息API：主机名和IP地址的转换，服务名和端口号的转换。netdb.h
2：socket和API的函数 和 相关知识。
1，函数。
1 IP地址转换函数 <arpa/inet.h> in_addr_t inet_addr( const char* strptr ); // 格式转换：十进制字符串IP -> 网络字节序（大端）IP int inet_aton( const char* cp, struct in_addr* inp ); // 格式转换：如上，但将数据保存到参数inp中 char* inet_ntoa( struct in_addr in ); // 格式转换：网络字节序（大端）IP -> 十进制字符串IP int inet_pton( int af, const char* src, void* dst ); // 格式转换：字符串IP地址 -> 网络字节序（大端）整数IP const char* inet_ntop( int af, const void* src, char* dst, socklen_t cnt ); 格式转换：网络字节序（大端）整数IP -> 字符串IP地址 // inet_ntoa函数不可重入。 // inet_ntop返回目标储存单元的地址。 2 创建socket <sys/types.h> <sys/socket.h> int socket( int domain, int type, int protocol ); // 1 参数domain：使用的底层协议族。 // 2 参数type：指定服务类型。SOCK_STREAM(TCP) SOCK_UGRAM(UDP) // 3 参数protocol：指定具体协议。一般默认为0.（前面参数已经确定了协议） // 4 返回：socket文件描述符。失败-1，设置errno 3 命名socket <sys/types.h> <sys/socket.h> int bind( int sockfd, const struct sockaddr* my_addr, socklen_t addrlen ); // 1 参数addrlen：socket地址长度。 // 2 返回：成功0，失败-1，设置errno 4 监听socket <sys/socket.h> int listen( int sockfd, int backlog ); // 1 参数sockfd：指定被监听socket // 2 参数backlog：监听队列最大长度。典型值：5 5 接收链接。 <sys/types.h> <sys/socket.h> int accept( int sockfd, struct sockaddr* addr, socklen_t* addrlen ); // 1 参数sockfd：执行过listen的socket。 // 2 参数addr：被接受链接的远程socket地址。 // 3 参数addrlen：地址长度。 // 4 返回：成功新的链接socket，失败-1设置errno // 5 accept只从监听队列取出连接，并不检测网络状态。 6 发起链接 <sys/types.h> <sys/socket.h> int connect( int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen ); // 1 参数sockfd：由socket系统调用返回一个socket // 2 参数serv_addr：服务器监听的socket地址。 // 3 返回：成功0，失败-1设置errno 7 关闭连接 <unistd.h> int close( int fd ); // 1 不会立即关闭，只是将引用减一。只有引用为0时才会真正关闭。 <sys/socket.h> int shutdown( int sockfd, int howto ); // 1 立即关闭连接。 // 2 参数howto：决定函数的行为。SHUT_RD/WR/RDWR：可以分别控制读写关闭。 // 3 返回：成功0，失败-1设errno 8 TCP数据读写。 <sys/types.h> <sys/socket.h> ssize_t recv( int sockfd, void* buf, size_t len, int flags ); // 返回：实际读取到的数据长度。失败-1errno ssize_t send( int sockfd, const void* buf, size_t len, int flags ); // 返回：实际写入的数据长度。失败-1reeno // 1 参数buf,len：缓冲区的地址和大小。 // 2 参数flags：数据收发额外控制。通常设0. 9 UDP数据读写。 <sys/types.h> <sys/socket.h> ssize_t recvfrom( int sockfd, void* buf, size_t len, int flags, struct sockaddr* src_addr, socklen_t *addrlen ); ssize_t sendto( int sockfd, const void* buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr* dest_addr, socklen_t *addrlen ); // 1 参数src/dest_addr：确定发送/接收端地址。（因UDP没有连接概念） // 2 这两个函数同样可以应用于TCP读写数据。 10 通用数据读写函数。 <sys/socket.h> ssize_t recvmsg( int sockfd, struct msghdr* msg, int flags ); ssize_t sendmsg( int sockfd, struct msghdr* msg, int flags ); struct msghdr{ void* msg_name; // socket 地址 socklen_t msg_namelen; // 地址长度 struct iovec* msg_iov; // 分散的内存块 int msg_iovlen; // 分散内存块的数量 void* msg_control; // 辅助数据地址 socklen_t msg_controllen; // 辅助数据大小 int msg_flags; // 保存函数flag参数 } 11 确定下一个数据是否时带外数据。 <sys/socket.h> int sockatmark( int sockfd ); // 返回：带外1，否则0 12 获取地址信息。 <sys/socket.h> int getsockname( int sockfd, struct sockaddr* address, socklen_t* address_len ); // 本端 int getpeername( int sockfd, struct sockaddr* address, socklen_t* address_len ); // 远端 // 1 返回：成功0，失败-1errno 13 获取/设置socket选项 <sys/socket.h> int getsockopt( int sockfd, int level, int option_name, void* option_value, socklen_t* restrict option_len ); int setsockopt( int sockfd, int level, int option_name, const void* option_value, socklen_t* restrict option_len ); // 1 参数level：具体协议选项。 // 2 返回：成功0，失败-1errno。 // 此后为网络信息API 14 获取主机完整信息。 <netdb.h> struct hostent* gethostbyname( const char* name ); // 通过主机名称获取 struct hostent* gethostbyaddr( const void* addr, size_t len, int type ); //通过IP地址获取 // 1 参数type：IP地址的类型。 // 2 返回：主机信息。 15 获取服务的完整信息。 <netdb.h> struct servent* getservbyname( const char* name, const char* proto ); // 通过名字获取 struct servent* getservbyport( int port, const char* proto ); // 通过端口号获取 // 1 参数proto：确定服务类型：UDP/TCP 16 获取主机和服务的综合函数。 int getaddrinfo( const char* hostname, const char* service, const struct addrinfo* hints, struct addrinfo** result ); int getnameinfo( const struct sockaddr* sockaddr, socklen_t addrlen, char* host, socklen_t hostlen, char* serv, socklen_t servlen, int flags );
2，88-94在完成初版IM时，需要进行测试。
3：高级IO（高编已由函数省略）
1，函数
1 两个文件描述符之间直接传递数据 ssize_t sendfile( int out_fd, int in_fd, off_t* offset, size_t count ); // 1 参数count：传输字节数 // 2 返回：成功返回传输字节数，失败-1errno // 3 in_fd:必须时真实文件，out_fd:必须是socket 2 两个文件描述符之间移动数据。零copy操作 ssize_t splice( int fd_in, loff_t* off_in, int fd_out, loff_t* off_out, size_t len, unsigned int flags ); // 具体需要再了解和使用。 3 两个管道文件描述符之间复制数据。零copy操作 ssize_t tee( int fd_in, int fd_out, size_t len, unsigned int flags );
4：linux服务程序规范。
1，函数。
1 和日志进程通信。
<syslog.h>
void syslog( int priority, const char* message );
// 1 参数priority：设置值与日志级别按位与。
2 设置日志进程的输出方式。
void openlog( const char* ident, int logopt, int facility );
// 1 参数ident：添加到日志消息的日期和时间之后。
// 2 参数facility：用来修改syslog函数中的默认值。
3 设置日志进程的掩码。（设置屏蔽信息）
int setlogmask( int maskpri );
4 关闭日志功能。
void closelog();
5 使进程称为后台进程：
<unistd.h>
int daemon( int nochdir, int noclose );
// 1 参数nochdir：传0，则工作目录为根目录/。否则不变。
// 2 参数noclose：传0，则被重定向为/dev/null。
// 3 返回：成功0，失败-1errno。
2，基本规范。
1）一般以后台进程形式运行。后台进程又称为守护进程。
2）通常有一套日志系统。至少能输出日志到文件。
3）一般以某个专门的非root身份运行。
4）通常时可配置的。
5）启动时，会生成一个PID文件并存入/var/run目录中。
6）通常需要考虑系统资源和限制。
3，日志进程：rsyslogd。
1）能够接收 用户/内核 的日志。
4，ps命令可查看进程、进程组和会话之间的关系。
5：高性能服务器框架。
1，函数。
2，零散细节。
1）客户连接请求时随即到达的异步事件，服务器需要使用某种IO模型来监听。
2）服务器可以解构成三个主要模块：IO处理单元，逻辑单元，储存单元。
3）服务器基本模块的功能描述。
| 模块 | 单个服务器程序 | 服务器机群 |
| IO处理单元 | 处理客户连接，读写网络数据 | 作为接入服务器，实现负载均衡 |
| 逻辑单元 | 业务进程或线程 | 逻辑服务器 |
| 网络储存单元 | 本地数据库、文件或缓存。 | 数据库服务器 |
| 请求队列 | 各单元之间的通信方式。 | 各服务器之间的永久TCP连接 |
4）IO服用函数本身时阻塞的，它们能提高程序效率的原因：它们具有同时监听多个IO事件的能力。
5）同步IO向应用程序通知的是IO就绪事件，异步IO向应用程序通知的是IO完成事件。
6）服务器程序通常需要处理三类事件：IO事件，信号和定时事件。
7）如果程序是计算密集型， 并发没有任何优势。但如果是IO密集型，并发就会有意义。因为IO速度比CPU缓慢。
8）并发模式中，同步指程序完全按照代码序列顺序执行（用于处理客户逻辑），异步指程序执行需要由系统事件来驱动（用于处理IO）。
9）主线程向工作线程发送scoket最简单的方式：往管道中写数据。
10）池是一组资源的集合。这组资源在服务器启动之初就被完全创建好并初始化。常见的有：内存池，线程池，进程池和连接池。
11）高性能服务器应该避免不必要的数据复制。（避免数据复制，共享内存是最块的方式，但不一定是最好的。）
12）并发程序必须考虑上下文切换的开销。
13）尽量减少锁的开销。
3，P2P模式：peer to peer。
1）P2P模式时，主机之间很难相互发现。
4，reactoer模式。
1）它要求主线程（IO处理单元）只负责监听文件描述符是否有事件发生，有的话就立即将该事件通知工作线程（逻辑单元）。
2）特点：主线程只确定有请求，工作线程针对具体事件类型针对处理。
5，proactor模式：它将所有IO操作都交给主线程和内核来处理。工作线程仅仅负责业务逻辑。。
6，半同步/半反应堆模式：主线程用来监听IO，并发送请求到请求队列。然后工作线程竞争抢夺处理权限。
1）主线程和工作线程共享请求队列。需要锁来保证读写，消耗CPU
2）每个工作线程同一时间只能处理一个客户请求。
7，leader/follewer模式：leader监听scoket。当有新请求时，leader去处理请求，并从follower中推选新leader。
1）需要包含几个组件：句柄集，线程集，事件处理器，具体事件处理器。
6：IO复用
1，函数。
1 epoll系列:linux特有的IO复用函数。
<sys/epoll.h>
int epoll_create( int size ); // 创建一个描述符（标识事件表）
int epoll_ctl( int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event ); // 对 事件表 进行操作（添加，修改，删除注册事件）。
int epoll_wait( int epfd, struct epoll_event* events, int maxevents, int timeout ); // 等待事件。
2
2，零散细节。
1）IO复用虽然能同时监听多个文件描述符，但它本身是阻塞的。
2）epoll系列有两种模式：LT和ET。ET是相对高效的模式。
3）ET模式的文件描述符都应该是非阻塞的。（如果是阻塞的，可能会一直阻塞下去）
4）EPOLLONESHOT事件：使事件只能触发一次。若需要再次触发，需要重置。可以防止重复读写。
3，select，poll，epoll的区别
| 系统调用 | select | poll | epoll |
| 事件集合 | 用户通过三个参数分别传入可读，可写和异常事件。内核通过这些参数在线修改就绪事件。每次调用都会重读 | 统一处理所有事件类型。需要一个事件集。用户通过pollfd.event传入事件。内核通过修改pollfd.event反馈就绪事件。 | 内核通过事件表直接管理所有事件。无需反复传入事件。epoll_wait仅用来反馈就绪事件（不需要多余判断） |
| 应用程序索引就绪文件描述符的时间复杂度 | n | n | 1 |
| 最大支持文件描述符数 | 一般有最大值限制 | 65535 | 65535 |
| 工作模式 | LT | LT | LT/ET |
| 内核实现和工作效率 | 轮询方式检测就绪事件 | 轮询 | 回调方式检测就绪事件。 |
7：信号。
1，函数
2，零散细节。
1）服务器程序必须处理（至少能忽略）一些常见信号。以避免异常终止。
2）信号是一种异步事件：信号处理函数和程序的主循环是两条不同的执行路线。所以信号需要尽快完成。典型的解决方案：信号仅提供信号，具体处理尽量方在主循环中。
8：时间堆：将所有定时器超时时间最小的一个定时器的超时值作为心搏间隔。
9：高性能IO框架库。
1，常见框架：ACE，ASIO，Libevent。
2，linux服务器程序必须处理三类事件：IO，信号和定时事件。但需要考虑三个问题
1）统一事件源。需要统一管理三类事件。一般方法为：利用IO复用系统调用来管理所有事件。
2）可移植性。
3）对并发编程的支持。
3，IO框架库以库函数的形式，封装了较为底层的系统调用，给应用程序提供了一组更便于使用的接口。
4，Libevent框架库。
1）跨平台支持，拥有统一事件源，线程安全，基于Reactor模式。
2）官方网站：libevent.org
5，P240，需要执行代码确认。
10：多线程编程。
1，线程实现方式：完全在用户空间实现，完全由内核调度和双层调度。
1）完全在用户空间实现优点：创建和调度线程无需内核的干预，速度很快。创建多各线程对系统性能没有太大影响。但无法在多CPU情况下使用。
2）内核调度：和用户空间完全相反。
3）双层调度：上两种模式的混合体。
11：进程池和线程池。
1，线程池中的线程数量应该和CPU数差不多。
2，进程之间（有关联进程）传递数据最简单的方法是管道。
12：服务器调制，调试和测试。
1，linux平台的一个优秀特性是内核微调：可以通过修改文件的方式来调正内核参数。
2，调试方法：tcpdump抓包看数据，或者gdb。
3，linux对应用程序能打开的最大文件描述符数量有两个层次的限制：用户级限制和系统级限制。
4，gdb调试多进程的两个简单方法：
1）找到PID，然后使用attach添加到gdb中。
2）set follow-fork mode（parent or child）
5，gdb调试多线程的方法。
1）info threads：显示当前可调试的所有线程。
2）threadID：调试ID线程
3）set scheduler-locking(off|on|step)：off所有线程执行，on只有当前线程执行，step单步调试时，只有当前线程会执行。
6，压力测试：IO复用，多线程，多进程并发编程等方法（不懂- -）。
13：常用工具。
1，tcpdump：经典的网络抓包工具
2，lsof：列出当前系统打开的文件描述符的工具。
3，nc：用来快速构建网络连接。
1）服务器方式运行时：监听某个端口并接收客户端连接。
2）客户端方式运行时：可以向服务器发起连接并收发数据。
3）所以可以用来调试客户端和服务器。
4，strace：测试服务器性能的工具。
1）跟踪程序运行过程中执行的系统调用和接收到的信号，并将系统调用名、参数、返回值及信号名数处到标准输出或指定文件。
5，netstat：网络信息统计工具。
1）可以打印本地网卡接口上的全部连接、路由表信息、网卡接口信息。
6，ifstat：interface statistics。简单的网络流量检测工具。
7，mpstat：multi-processor statistics。能实时监测多处理器系统上的每个CPU的使用情况。