原文链接：blog.csdn/sparkliang/article/details/5486069
进程间传递描述符一
每个进程都拥有自己独立的进程空间，这使得描述符在进程之间的传递变得有点复杂，这个属于高级进程间通信的内容，下面就来说说。顺便把 Linux 和 Windows 平台都讲讲。
Linux 下的描述符传递
Linux 系统系下，子进程会自动继承父进程已打开的描述符，实际应用中，可能父进程需要向子进程传递“后打开的描述符”，或者子进程需要向父进程传递；或者两个进程可能是无关的，显然这需要一套传递机制。
简单的说，首先需要在这两个进程之间建立一个 Unix 域套接字接口作为消息传递的通道（ Linux 系统上使用socketpair 函数可以很方面便的建立起传递通道），然后发送进程调用 sendmsg 向通道发送一个特殊的消息，内核将对这个消息做特殊处理，从而将打开的描述符传递到接收进程。
然后接收方调用 recvmsg 从通道接收消息，从而得到打开的描述符。然而实际操作起来并不像看起来那样单纯。
先来看几个注意点：
1 需要注意的是传递描述符并不是传递一个 int 型的描述符编号，而是在接收进程中创建一个新的描述符，并且在内核的文件表中，它与发送进程发送的描述符指向相同的项。
2 在进程之间可以传递任意类型的描述符，比如可以
是 pipe ， open ， mkfifo 或 socket ， accept 等函数返回的描述符，而不限于套接字。
3 一个描述符在传递过程中（从调用 sendmsg 发送到调用 recvmsg 接收），内核会将其标记为“在飞行中”（in flight ）。在这段时间内，即使发送方试图关闭该描述符，内核仍会为接收进程保持打开状态。发送描述符会使其引用计数加 1 。
4 描述符是通过辅助数据发送的（结构体 msghdr 的 msg_control 成员），在发送和接收描述符时，总是发送至少 1 个字节的数据，即使这个数据没有任何实际意义。否则当接收返回 0 时，接收方将不能区分这意味着“没有数据”（但辅助数据可能有套接字）还是“文件结束符”。
5 具体实现时， msghdr 的 msg_control 缓冲区必须与 cmghdr 结构对齐，可以看到后面代码的实现使用了一个union 结构来保证这一点。
msghdr 和 cmsghdr 结构体
上面说过，描述符是通过结构体 msghdr 的 msg_control 成员送的，因此在继续向下进行之前，有必要了解一下msghdr 和 cmsghdr 结构体，先来看看 msghdr 。
1.struct msghdr {
2.void      *msg_name;
3.    socklen_t    msg_namelen;
4.struct iovec  *msg_iov;
5.size_t      msg_iovlen;
6.void      *msg_control;
7.size_t      msg_controllen;
8.int          msg_flags;
9.};
结构成员可以分为下面的四组，这样看起来就清晰多了：
1 套接口地址成员 msg_name 与 msg_namelen ；
只有当通道是数据报套接口时才需要； msg_name 指向要发送或是接收信息的套接口地址。 msg_namelen 指明了这个套接口地址的长度。
msg_name 在调用 recvmsg 时指向接收地址，在调用 sendmsg 时指向目的地址。注
意， msg_name 定义为一个 (void *) 数据类型，因此并不需要将套接口地址显示转换
为 (struct sockaddr *) 。
2 I/O 向量引用 msg_iov 与 msg_iovlen
它是实际的数据缓冲区，从下面的代码能看到，我们的 1 个字节就交给了它；这
个 msg_iovlen 是 msg_iov 的个数，不是什么长度。
msg_iov 成员指向一个 struct iovec 数组， iovc 结构体在 sys/uio.h 头文件定义，它没有什么特别的。
1.struct iovec {
2.    ptr_t iov_base; /* Starting address */
3.size_t iov_len; /* Length in bytes */
4.};
有了 iovec ，就可以使用 readv 和 writev 函数在一次函数调用中读取或是写入多个缓冲区，显然比多次 read ，write 更有效率。 readv 和 writev 的函数原型如下：
1.#include <sys/uio.h>
2.int readv(int fd, const struct iovec *vector, int count);
3.int writev(int fd, const struct iovec *vector, int count);
3 附属数据缓冲区成员 msg_control 与 msg_controllen ，描述符就是通过它发送的，后面将会看到，msg_control 指向附属数据缓冲区，而 msg_controllen 指明了缓冲区大小。
4 接收信息标记位 msg_flags ；忽略
轮到 cmsghdr 结构了，附属信息可以包括若干个单独的附属数据对象。在每一个对象之前都有一个 struct cmsghdr 结构。头部之后是填充字节，然后是对象本身。最后，附属数据对象之后，下一个 cmsghdr 之前也许要有更多的填充字节。
1.struct cmsghdr {
2.    socklen_t cmsg_len;
3.int      cmsg_level;
4.int      cmsg_type;
5./* u_char    cmsg_data[]; */
6.};
recv函数
cmsg_len  附属数据的字节数，这包含结构头的尺寸，这个值是
由 CMSG_LEN() 宏计算的；
cmsg_level  表明了原始的协议级别 ( 例如， SOL_SOCKET) ；
cmsg_type  表明了控制信息类型 ( 例如， SCM_RIGHTS ，附属数据对象是文件描述符； SCM_CREDENTIALS，附属数据对象是一个包含证书信息的结构 ) ；
被注释的 cmsg_data 用来指明实际的附属数据的位置，帮助理解。
对于 cmsg_level 和 cmsg_type ，当下我们只关
心 SOL_SOCKET 和 SCM_RIGHTS 。
msghdr 和 cmsghdr 辅助宏
这些结构还是挺复杂的， Linux 系统提供了一系列的宏来简化我们的工作，这些宏可以在不同的 UNIX 平台之间进行移植。这些宏是由 cmsg(3) 的 man 手册页描述的，先来认识一下：
#include <sys/socket.h>
struct cmsghdr *CMSG_FIRSTHDR(struct msghdr *msgh);
struct cmsghdr *CMSG_NXTHDR(struct msghdr *msgh, struct cmsghdr
*cmsg);
size_t CMSG_ALIGN(size_t length);
size_t CMSG_SPACE(size_t length);
size_t CMSG_LEN(size_t length);
void *CMSG_DATA(struct cmsghdr *cmsg);
CMSG_LEN() 宏
输入参数：附属数据缓冲区中的对象大小；
计算 cmsghdr 头结构加上附属数据大小，包括必要的对其字段，这个值用来设
置 cmsghdr 对象的 cmsg_len 成员。
CMSG_SPACE() 宏
输入参数：附属数据缓冲区中的对象大小；
计算 cmsghdr 头结构加上附属数据大小，并包括对其字段和可能的结尾填充字符，注意 CMSG_LEN() 值并不包括可能的结尾填充字符。 CMSG_SPACE() 宏对于确定所需的缓冲区尺寸是十分有用的。
注意如果在缓冲区中有多个附属数据，一定要同时添加多
个 CMSG_SPACE() 宏调用来得到所需的总空间。
下面的例子反映了二者的区别：
1.printf("CMSG_SPACE(sizeof(short))=%d/n", CMSG_SPACE(sizeof(short))); // 返回
16
2.printf("CMSG_LEN(sizeof(short))=%d/n", CMSG_LEN(sizeof(short))); // 返回14 CMSG_DATA() 宏
输入参数：指向 cmsghdr 结构的指针 ;
返回跟随在头部以及填充字节之后的附属数据的第一个字节 ( 如果存在 ) 的地址，比如传递描述符时，代码将是如下的形式：
1.struct cmsgptr *cmptr;
2.. . .
3.int fd = *(int *)CMSG_DATA(cmptr); // 发送：*(int *)CMSG_DATA(cmptr) = fd;
CMSG_FIRSTHDR() 宏
输入参数：指向 struct msghdr 结构的指针；
返回指向附属数据缓冲区内的第一个附属对象的 struct cmsghdr 指针。如果不存在附属数据对象则返回的指针值为 NULL 。
CMSG_NXTHDR() 宏
输入参数：指向 struct msghdr 结构的指针，指向当前 struct cmsghdr 的指针；
这个用于返回下一个附属数据对象的 struct cmsghdr 指针，如果没有下一个附属数据对象，这个宏就会返回NULL 。
通过这两个宏可以很容易遍历所有的附属数据，像下面的形式：
1.struct msghdr msgh;

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