用socket.AF_UNIX做进程间通信（IPC）

Last Updated: 2023-03-22 07:51:42 Wednesday

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一直以来socket编程，用的都是socket.AF_INET address family，包括在同一主机上多进程间的通信，其实，AF_UNIX更适合IPC领域，性能更好！。

socket.AF_UNIX的另一个名称，是UNIX Domain Sockets，我们用netstat命令看到的很多Active UNIX domain sockets，它们都是这一类。这类socket通信，地址是一个文件，我们常常看到的*.sock文件（与后缀无关，只是命名习惯），就是被UNIX domain sockets用来通信的地址。

下面是一段测试代码：

import socket
import threading


s = socket.socket(socket.AF_UNIX, socket.SOCK_STREAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
s.bind('abc.sock')
s.listen()


def handle_tcp(sock, addr):
    print("new connection from ", str(addr), type(addr), len(addr))
    sock.send(b'Welcome!')

    while True:
        data = sock.recv(1024)
        if not data:
            break
        sock.send(b'Hello, %s!' % data)
    sock.close()


while True:
    sock, addr = s.accept()
    t = threading.Thread(target=handle_tcp, args=(sock, addr))
    t.start()

s.bind('abc.sock')这行代码会在当前目录下创建abc.sock文件，并绑定。

socket的其它接口使用都是一样的，有个细节要注意，s.accept()返回的addr，是个长度为0的str对象。

client调用connect的时候，使用相同的socket文件：

import socket
s = socket.socket(socket.AF_UNIX, socket.SOCK_STREAM)
s.connect('abc.sock')

abc.sock文件：

srwxrwxr-x  1 xinlin xinlin      0 4月   2 10:02 abc.sock=

socket文件有个=号，命名管道文件有个|。它们都是一个特殊文件，它们都用于IPC进程间通信。

测试时发现，abc.sock文件需要手动删除，否则再次运行此程序，会出现地址已被占用的错误：

$ python3 mt_unix_sock.py
Traceback (most recent call last):
  File "mt_unix_sock.py", line 7, in <module>
    s.bind('abc.sock')
OSError: [Errno 98] Address already in use

看来，这行代码s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)没有起作用。

与AF_INET比较

AF_INET需经过多个协议层的处理，消耗较大，并且数据传输需要经过网卡，受到网卡带宽的限制。AF_UNIX数据到达内核缓冲区后，由内核根据指定路径名找到接收方socket对应的内核缓冲区，直接将数据拷贝过去，不经过协议层处理，开销较小，并且不经过网卡，因此不受网卡带宽的限制。AF_UNIX的传输速率远远大于AF_INET。
AF_INET不仅可以用作本机的跨进程通信，同样的可以用于不同机器之间的通信，主要是为了在不同机器之间进行网络互联传递数据而生。而AF_UNIX则只能用于本机内进程之间的通信。

本文链接：https://cs.pynote.net/net/tcp/202204021/

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