客户端的 socket 不需要手动执行 bind 绑定地址，但这不意味着客户端 socket 真的不需要绑定端口，实际上是内核它帮我们做了这个操作，在执行 connect 时，内核发现没有绑定端口，就会自动选择一个合适的端口绑定到 socket 。
当然这不说明我们不能对客户端 socket 执行 bind 操作，对于客户端 socket，依旧可以执行 bind 操作把 socket 绑定到一个地址。
为什么客户端的 socket 会自动分配端口呢？
- 客户端的 socket 很多，每产生一个连接，就会创建一个 socket，我们无法准确得知有哪些端口没有被使用。
- 客户端的 socket 并不关心自己端口是多少，更多的关注是服务端的端口号，因此客户端 socket 可以任意指定，只要能够通信即可。
自动分配端口这一操作在内核中的体现在 net/inet_connection_sock.c:inet_csk_get_port()：
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do { head = &hashinfo->bhash[inet_bhashfn(net, rover, hashinfo->bhash_size)]; spin_lock(&head->lock); // 遍历所有的连接哈希表 inet_bind_bucket_for_each(tb, node, &head->chain) // 端口已经被使用了 if (ib_net(tb) == net && tb->port == rover) { // 判断是否开启了端口快速回收以及端口重用 if (((tb->fastreuse > 0 && sk->sk_reuse && sk->sk_state != TCP_LISTEN) || (tb->fastreuseport > 0 && sk->sk_reuseport && tb->fastuid == uid))&& (tb->num_owners < smallest_size || smallest_size == -1)) { // 处理端口重用逻辑 smallest_size = tb->num_owners; smallest_rover = rover; if (atomic_read(&hashinfo->bsockets) > (high - low) + 1) { spin_unlock(&head->lock); snum = smallest_rover; // 找到了一个合适的端口 goto have_snum; } } goto next; } break; next: // 继续往下遍历端口号，直到找到一个可用的端口 spin_unlock(&head->lock); if (++rover > high) rover = low; } while (--remaining > 0); |
就像上面所描述的，大多数场景，我们无法确切知道当前环境还有哪些端口可用，因此也无需绑定地址到 socket 。但是对于特定场景，还是需要给 socket 手动绑定地址。如代理程序对 UDP 代理时，要先在本地创建一个 socket 作为客户端发送数据的隧道，这个时候就要先指定好端口，然后再返回给客户端。
那么现在问题就来了，我怎么知道需要绑定哪个端口呢？上面也说了，我不知道有哪些可用的端口。同时，因为也没有执行 connect，此时也没有得到一个随机的端口，这种场景应该怎么处理？可以采取的做法是：给 socket 绑定一个 0 端口，让系统随机分配一个。
代码中赋值 add.sin_port = 0，就是告诉内核，我需要一个可用的随机的端口，请给我分配一个。然后内核就会分配了。
执行完后，再通过 getsockname 函数就可以得到系统分配的端口号了。示例代码：
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int main() { int sock_fd; struct sockaddr_in addr; socklen_t socklen; sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = 0; // 绑定随机端口 addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; socklen = sizeof(addr); if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&addr, socklen)) { perror("bind error"); return -1; } // 获取系统随机分配的端口号 getsockname(sock_fd, (void *)&addr, &socklen); printf("%u\n", ntohs(addr.sin_port)); return 0; } |