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Perl Socket 编程

Socket又称"套接字"，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。

本章节我们为大家接收 Perl 语言中如何使用 Socket 服务。

1) 创建服务端

使用 socket 函数来创建 socket服务。
使用 bind 函数绑定端口。
使用 listen 函数监听端口。
使用 accept 函数接收客户端请求。

2) 创建客户端

使用 socket 函数来创建 socket 服务。
使用 connect 函数连接到 socket 服务端。

以下图表演示了客户端与服务端之间的通信流程：

1. 服务端 socket 函数

1) socket 函数

Perl 中，我们用 socket（）函数来创建套接字，语法格式如下：

socket( SOCKET, DOMAIN, TYPE, PROTOCOL );

参数解析：

DOMAIN 创建的套接字指定协议集。例如：
- AF_INET 表示IPv4网络协议
- AF_INET6 表示IPv6
- AF_UNIX 表示本地套接字（使用一个文件）
TYPE 套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM
PROTOCOL 应该是 (getprotobyname('tcp'))[2]。指定实际使用的传输协议。

所以 socket 函数调用方式如下：

use Socket     # 定义了 PF_INET 和 SOCK_STREAM

socket(SOCKET,PF_INET,SOCK_STREAM,(getprotobyname('tcp'))[2]);

2) bind() 函数

使用 bind() 为套接字分配一个地址：

bind( SOCKET, ADDRESS );

SOCKET 一个socket的描述符。 ADDRESS 是 socket 地址 ( TCP/IP ) 包含了三个元素:

地址簇 (TCP/IP, 是 AF_INET, 在你系统上可能是 2)
端口号 (例如 21)
网络地址 (例如 10.12.12.168)

使用socket()创建套接字后，只赋予其所使用的协议，并未分配地址。在接受其它主机的连接前，必须先调用bind()为套接字分配一个地址。

简单实例如下：

use Socket        # 定义了 PF_INET 和 SOCK_STREAM

$port = 12345;    # 监听的端口
$server_ip_address = "10.12.12.168";
bind( SOCKET, pack_sockaddr_in($port, inet_aton($server_ip_address)))
   or die "无法绑定端口! \n";

or die 在绑定地址失败后执行。

通过设置 setsockopt() 可选项 SO_REUSEADDR 设置端口可立即重复使用。

pack_sockaddr_in() 函数将地址转换为二进制格式。

3) listen() 函数

当socket和一个地址绑定之后，listen()函数会开始监听可能的连接请求。然而，这只能在有可靠数据流保证的时候使用：

listen( SOCKET, QUEUESIZE );

SOCKET : 一个socket的描述符。

QUEUESIZE : 是一个决定监听队列大小的整数，当有一个连接请求到来，就会进入此监听队列；当一个连接请求被accept()接受，则从监听队列中移出；当队列满后，新的连接请求会返回错误。

一旦连接被接受，返回0表示成功，错误返回-1。

4) accept() 函数

accept() 函数接受请求的socket连接。如果成功则返回压缩形式的网络地址，否则返回FALSE：

accept( NEW_SOCKET, SOCKET );

NEW_SOCKET : 一个socket的描述符。

SOCKET : 一个socket的描述符。

accept() 通常应用在无限循环当中：

while(1) {
   accept( NEW_SOCKET, SOCKT );
   .......
}

以上实例可以实时监听客户端的请求。

2. 客户端函数

1)connect() 函数

connect()系统调用为一个套接字设置连接，参数有文件描述符和主机地址。

connect( SOCKET, ADDRESS );

以下创建一个连接到服务端 socket 的实例：

$port = 21;    #  ftp 端口
$server_ip_address = "10.12.12.168";
connect( SOCKET, pack_sockaddr_in($port, inet_aton($server_ip_address)))
    or die "无法绑定端口! \n";

3. 完整实例

接下来我们通过一个完整实例来了解下所有 socket 函数的应用：

服务端 server.pl 代码：

#!/usr/bin/perl -w
# Filename : server.pl
 
use strict;
use Socket;
 
# 使用端口 7890 作为默认值
my $port = shift || 7890;
my $proto = getprotobyname('tcp');
my $server = "localhost";  # 设置本地地址
 
# 创建 socket, 端口可重复使用，创建多个连接
socket(SOCKET, PF_INET, SOCK_STREAM, $proto)
   or die "无法打开 socket $!\n";
setsockopt(SOCKET, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)
   or die "无法设置 SO_REUSEADDR $!\n";
 
# 绑定端口并监听
bind( SOCKET, pack_sockaddr_in($port, inet_aton($server)))
   or die "无法绑定端口 $port! \n";
 
listen(SOCKET, 5) or die "listen: $!";
print "访问启动：$port\n";
 
# 接收请求
my $client_addr;
while ($client_addr = accept(NEW_SOCKET, SOCKET)) {
   # send them a message, close connection
   my $name = gethostbyaddr($client_addr, AF_INET );
   print NEW_SOCKET "我是来自服务端的信息";
   print "Connection recieved from $name\n";
   close NEW_SOCKET;
}

打开一个终端，执行以下代码：

$ perl sever.pl
访问启动：7890

客户端 client.pl 代码：

#!/usr/bin/perl -w
# Filename : client.pl
 
use strict;
use Socket;
 
# 初始化地址与端口
my $host = shift || 'localhost';
my $port = shift || 7890;
my $server = "localhost";  # 主机地址
 
# 创建 socket 并连接
socket(SOCKET,PF_INET,SOCK_STREAM,(getprotobyname('tcp'))[2])
   or die "无法创建 socket $!\n";
connect( SOCKET, pack_sockaddr_in($port, inet_aton($server)))
   or die "无法连接：port $port! \n";
 
my $line;
while ($line = <SOCKET>) {
        print "$line\n";
}
close SOCKET or die "close: $!";

打开另外一个终端，执行以下代码：

$ perl client.pl
我是来自服务端的信息

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Perl 中有两种不同地面向对象编程的实现：基于匿名哈希表的方式，每个对象实例的实质就是一个指向匿名哈希表的引用。在这个匿名哈希表中，存储了所有的实例属性。基于数组的方式，在定义一个类的时候，我们将为每一个实例属性创建一个数组，而每一个对象实例的实质就是一个指向这些数组中某一行索引的引用。在这些数组中，存储着所有的实例属性。

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