端口復用是網絡編程里的經典問題,同時這里面的知識點又非常繁瑣,本文通過代碼簡單介紹一下 SO_REUSEADDR,但不會涉及到 SO_REUSEPORT。

長期以來,我們都有一個認知,就是不能監聽同一個端口。比如以下代碼。

server1.listen(8080);server2.listen(8080);

我們就會看到 Address already in use 的錯誤。但是真的不能綁定到同一個端口嗎?不一定。

#include #include #include #include #include #include #include #include #include void start_server(__uint32_t host) { int listenfd, connfd; struct sockaddr_in servaddr; if( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1 ){ goto ERROR; } memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = host; servaddr.sin_port = htons(6666); if(bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1){ goto ERROR; } if(listen(listenfd, 10) == -1) { goto ERROR; } return; ERROR: printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno);}int main(){ start_server(inet_addr("127.0.0.1")); start_server(inet_addr("192.168.8.246"));}

上面的代碼啟動了兩個服務器,兩個服務器都綁定了同一個端口,編譯執行是可以正常跑的,因為我指定了不同的 IP。由此可見,平時我們認為多個服務器不能同時監聽同一個端口是因為我們只指定了端口,而沒有指定 IP。

const net = require("net");const server = net.createServer();server.listen(8080);

執行以上代碼,通過 lsof -i:8080 可以看到綁定的地址 *:8080。也就是說,如果我們沒有指定 IP,那么系統就會默認監聽全部 IP。當第二次監聽同一個端口時就會報錯。接著看第二種情況。

#include #include #include #include #include #include #include #include #include void start_server(__uint32_t host) { int listenfd, connfd; struct sockaddr_in servaddr; if( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1 ){ goto ERROR; } memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = host; servaddr.sin_port = htons(6666); if(bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1){ goto ERROR; } if(listen(listenfd, 10) == -1) { goto ERROR; } return; ERROR: printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno);}int main(){ start_server(htonl(INADDR_ANY)); start_server(inet_addr("127.0.0.1"));}

上面的代碼執行會報錯 Address already in use。為什么改成 INADDR_ANY 就不行了呢?因為 INADDR_ANY 代表的是全部 IP,這樣默認情況下就無法綁定到其他 IP 了。從邏輯上來說就是當操作系統收到這個127.0.0.1:6666 的數據包時,不知道該給誰處理,因為綁定的兩個地址都命中了。但是我們可以告訴操作系統把這個數據包給誰。

#include #include #include #include #include #include #include #include #include void start_server(__uint32_t host) { int listenfd, connfd; struct sockaddr_in servaddr; if( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1 ){ goto ERROR; } int on = 1; if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on))) { goto ERROR; } memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = host; servaddr.sin_port = htons(6666); if(bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1){ goto ERROR; } if(listen(listenfd, 10) == -1) { goto ERROR; } return; ERROR: printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno);}int main(){ start_server(htonl(INADDR_ANY)); start_server(inet_addr("127.0.0.1"));}

上面代碼加入了 SO_REUSEADDR 的邏輯,編譯執行成功。由此可見,SO_REUSEADDR 就是告訴操作系統當一個數據包命中多個socket時應該給誰處理,操作系統明確了這個邏輯后,自然也就允許以這種方式監聽端口了。

標簽: 端口 網絡 編程