Socket 起源于 Unix，而Unix基本哲学之一就是一切皆文件，都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。Socket就是该模式的一个实现，网络的Socket数据传输是一种特殊的I/O，Socket也是一种文件描述符
Socket三次握手及四次挥手过程：
三次握手过程：
（1）第一次握手：客户端向服务器发送SYN包，假设序列号为x，进入SYN_SEND状态。
（2）第二次握手：服务器收到SYN包，进行确认，发送ACK报文，序列号为x+1，同时自己也发送一个SYN包（假设序列号为y），此时服务器进入SYN_RECV状态。
（3）第三次握手：客户端收到服务器B的SYN＋ACK包，向服务器B发送确认包ACK（确认号为y+1），客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。
四次挥手过程：
（1）客户端A发送一个FIN，用来关闭客户A到服务器B的数据传送。
（2）服务器B收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1。
（3）然后服务器B也会发送一个FIN给客户端A。
（4）客户端A发回ACK报文确认，确认序号为收到序号加1。
主动关闭连接的一方收到FIN后会进入TIME_WAIT状态。这样设计主要有两个原因：
（1）可靠地实现TCP连接的终止。四次挥手过程中，如果客户端最终发送的ACK丢失，服务器会重发FIN，通过保持TIME_WAIT状态可以允许它重发ACK，保证TCP连接正常地终止。
（2）让旧连接的重复分组在网络中消失。因为如果复用旧连接的端口马上开启一个新的连接，原来旧连接中的数据包可能会被这个新连接收到。处于TIME_WAIT状态的连接就可以避免这种情况。它会持续2个最大分解生命期（MSL），也就是一个IP数据包能在网络中生存的最长时间，保证新连接建立的时候，旧连接的数据包已经在网络中消失了。
接口说明：
sockaddr_in
socket分为服务器端和客户端，服务器端监听端口发来的请求，收到后向客户端发送一个Hello World,客户机负责发送消息并打印收到的Hello World.
服务器步骤：建立socket,绑定socket和地址信息，开启监听，收到请求后发送数据。
客户端步骤：建立socket,连接服务器端，接收并打印服务器给的数据
服务器：
客户端：
sockaddr_un
进程间通信的另一种方式是使用UNIX套接字，人们在使用这种方式时往往用的不是网络套接字，而是一种称为本地套接字的方式。这样做可以避免为黑客留下后门。socket接口中的协议族参数决定了使用的地址类型，AF_INET决定了要用ipv4地址(32位的)与端口号(16位的)的组合，而AF_UNIX决定要用一个绝对路径名作为地址。
服务端：
客户端：
socket分为阻塞和非阻塞两种。阻塞式的socket的recv服从这样的规则：当缓冲区内有数据时，立即返回所有的数据；当缓冲区内无数据时，阻塞直到缓冲区中有数据。非阻塞式的socket的recv服从的规则则是：当缓冲区内有数据时，立即返回所有的数据；当缓冲区内无数据时，产生EAGAIN的错误并返回（在Python中会抛出一个异常）。两种情况都不会返回空字符串，返回空数据的结果是对方关闭了连接之后才会出现的。下面的示例中会添加set_nonblock（fcntl函数）实现非阻塞socket。
如何解决服务器多并发问题？
1、每个进程处理一个客户端
2、每个线程处理一个客户端
3、io复用模型
select、poll、epoll都是IO多路复用的机制。I/O多路复用就通过一种机制,可以监视多个描述符,一旦某个描述符就绪(一般是读就绪或者写就绪),能够通知程序进行相应的读写操作。io复用模型只需要一个进程就够了，之所以能够同时处理多个客户端的请求，原因是可以查询哪个客户端准备好了，对于准备好的客户端（例如客户端已经发了信息过来，本服务器用read读取数据的时候不会阻塞；另外，客户端已经关闭了连接，那么本服务read的时候，返回0，也不会阻塞），则和它进行通信，而未准备好的，就暂时先不理会。
1，select 实现
select的几大缺点：
（1）每次调用select都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大
（2）每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd，这个开销在fd很多时也很大
（3）select支持的文件描述符数量太小了，默认是1024
2， poll 实现
poll的实现和select非常相似，只是描述fd集合的方式不同，poll使用pollfd结构而不是select的fd_set结构，其他的都差不多。
3、epoll 实现
epoll是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的poll，是Linux下多路复用IO接口select/poll的增强版本，它能显著提高程序在大量并发连接中只有少量活跃的情况下的系统CPU利用率。select和poll都只提供了一个函数——select或者poll函数。而epoll提供了三个函数，epoll_create,epoll_ctl和epoll_wait，epoll_create是创建一个epoll句柄；epoll_ctl是注册要监听的事件类型；epoll_wait则是等待事件的产生：
-
调用epoll_create建立一个epoll对象(在epoll文件系统中给这个句柄分配资源)；
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调用epoll_ctl向epoll对象中添加这所有连接的套接字；
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调用epoll_wait收集发生事件的连接。
epoll既然是对select和poll的改进，就应该能避免上述的三个缺点。那epoll都是怎么解决的呢？
对于第一个缺点，epoll的解决方案在epoll_ctl函数中。每次注册新的事件到epoll句柄中时（在epoll_ctl中指定EPOLL_CTL_ADD），会把所有的fd拷贝进内核，而不是在epoll_wait的时候重复拷贝。epoll保证了每个fd在整个过程中只会拷贝一次。
对于第二个缺点，epoll的解决方案不像select或poll一样每次都把current轮流加入fd对应的设备等待队列中，而只在epoll_ctl时把current挂一遍（这一遍必不可少）并为每个fd指定一个回调函数，当设备就绪，唤醒等待队列上的等待者时，就会调用这个回调函数，而这个回调函数会把就绪的fd加入一个就绪链表）。epoll_wait的工作实际上就是在这个就绪链表中查看有没有就绪的fd（利用schedule_timeout()实现睡一会，判断一会的效果）。
对于第三个缺点，epoll没有这个限制，它所支持的FD上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于2048,举个例子,在1GB内存的机器上大约是10万左右，具体数目可以cat /proc/sys/fs/file-max 查看,一般来说这个数目和系统内存关系很大。
总结：epoll采用事件触发的方式，当某个fd准备好后会触发事件，这样减少了内核的轮询。同时，epoll返回的是那些准备好的fd，避免程序员进行全部的轮询。另外，select的fd数上限一般是1024，但是epoll没有上限。
epoll的水平触发和边沿触发？
水平触发：epoll的事件默认情况下是水平触发。例如，只要客户端的数据仍然未读完，那么事件就会一直发生。告诉服务器，请将数据读出来。
边沿触发：加上了events那里加了EPOLLET这个选项后，变成边沿触发。也就是数据可读，则只触发一次事件，服务器必须一直读，直到把数据读完。
服务端：
客户端：
ps：
O_NONBLOCK和O_NDELAY所产生的结果都是使I/O变成非阻塞模式(non-blocking)，在读取不到数据或是写入缓冲区已满会马上return，而不会阻塞等待。
它们的差别在于：在读操作时，如果读不到数据，O_NDELAY会使I/O函数马上返回0，但这又衍生出一个问题，因为读取到文件末尾(EOF)时返回的也是0，这样无法区分是哪种情况。因此，O_NONBLOCK就产生出来，它在读取不到数据时会回传-1，并且设置errno为EAGAIN。
socket编程读写文件recv()、send()函数返回值分析
send，sendto以及sendmsg系统调用用于发送消息到另一个套接字。send函数在套接字处于连接状态时方可使用。而sendto和sendmsg在任何时候都可使用 。
下面的代码片段演示了send，sendto，sendmsg函数的用法：