你说UDP是无连接的，那么UDP connect 有啥用？

你说UDP是无连接的，那么UDP connect 有啥用？

UDP 套接字调用 connect 函数和 TCP connect 调用引起 TCP 三次握手，建立 TCP 有效连接不同，UDP connect 函数的调用，并不会引起和服务器目标端的网络交互，也就是说，并不会触发所谓的“握手”报文发送和应答。

UDP 套接字进行 connect 操作主要是为了让应用程序能够接收“异步错误”的信息。

事实上，当我们调用 sendto 或者 send 操作函数时，应用程序报文被发送，我们的应用程序返回，操作系统内核接管了该报文，之后操作系统开始尝试往对应的地址和端口发送，因为对应的地址和端口不可达，一个 ICMP 报文会返回给操作系统内核，该 ICMP 报文含有目的地址和端口等信息。

如果我们不进行 connect 操作，建立（UDP 套接字——目的地址 + 端口）之间的映射关系，操作系统内核就没有办法把 ICMP 不可达的信息和 UDP 套接字进行关联，也就没有办法将 ICMP 信息通知给应用程序。

如果我们进行了 connect 操作，帮助操作系统内核从容建立了（UDP 套接字——目的地址 + 端口）之间的映射关系，当收到一个 ICMP 不可达报文时，操作系统内核可以从映射表中出是哪个 UDP 套接字拥有该目的地址和端口，别忘了套接字在操作系统内部是全局唯一的，当我们在该套接字上再次调用 recvfrom 或 recv 方法时，就可以收到操作系统内核返回的“Connection Refused”的信息。

在对 UDP 进行 connect 之后，关于收发函数的使用，很多书籍是这样推荐的：

• 使用 send 或 write 函数来发送，如果使用 sendto 需要把相关的 to 地址信息置零；
• 使用 recv 或 read 函数来接收，如果使用 recvfrom 需要把对应的 from 地址信息置零。

其实不同的 UIX 实现对此表现出来的行为不尽相同。

一般来说，服务器端不会主动发起 connect 操作，因为一旦如此，服务器端就只能响应一个客户端了。不过，有时候也不排除这样的情形，一旦一个客户端和服务器端发送 UDP 报文之后，该服务器端就要服务于这个唯一的客户端。

一个类似的服务器端程序如下：

#include "lib/common.h"

static int count;

static void recvfrom_int(int signo) {
    printf("\nreceived %d datagrams\n", count);
    exit(0);
}

int main(int argc, char **ar) {
    int socket_fd;
    socket_fd = socket(AF_IET, SOCK_DGRAM, 0);

    struct sockaddr_in server_addr;
    bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_IET;
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(IADDR_AY);
    server_addr.sin_port = ht(SERV_PORT);

    bind(socket_fd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(server_addr));

    socklen_t client_len;
    char message[MAXLIE];
    message[0] = 0;
    count = 0;

    signal(SIGIT, recvfrom_int);

    struct sockaddr_in client_addr;
    client_len = sizeof(client_addr);

    int n = recvfrom(socket_fd, message, MAXLIE, 0, (struct sockaddr *) &client_addr, &client_len);
    if (n < 0) {
        error(1, errno, "recvfrom failed");
    }
    message[n] = 0;
    printf("received %d bytes: %s\n", n, message);

    if (connect(socket_fd, (struct sockaddr *) &client_addr, client_len)) {
        error(1, errno, "connect failed");
    }

    while (strncmp(message, "goodbye", 7) != 0) {
        char send_line[MAXLIE];
        sprintf(send_line, "Hi, %s", message);

        size_t rt = send(socket_fd, send_line, strlen(send_line), 0);
        if (rt < 0) {
            error(1, errno, "send failed ");
        }
        printf("send bytes: %zu \n", rt);

        size_t rc = recv(socket_fd, message, MAXLIE, 0);
        if (rc < 0) {
            error(1, errno, "recv failed");
        }
        
        count++;
    }

    exit(0);
}

对这个程序做下解释：

• 11-12 行创建 UDP 套接字；
• 14-18 行创建 IPv4 地址，绑定到 AY 和对应端口；
• 20 行绑定 UDP 套接字和 IPv4 地址；
• 27 行为该程序注册一个信号处理函数，以响应 Ctrl+C 信号量操作；
• 2-7 行调用 recvfrom 等待客户端报文到达，并将客户端信息保持到 client_addr 中；
• 9-41 行调用 connect 操作，将 UDP 套接字和客户端 client_addr 进行绑定；
• 4-59 行是程序的主体，对接收的信息进行重新处理，加上”Hi“前缀后发送给客户端，并持续不断地从客户端接收报文，该过程一直持续，直到客户端发送“goodbye”报文为止。

接下来我们实现一个 connect 的客户端程序：

#include "lib/common.h"
# define    MAXLIE     4096

int main(int argc, char **ar) {
    if (argc != 2) {
        error(1, 0, "usage: udpclient <IPaddress>");
    }

    int socket_fd;
    socket_fd = socket(AF_IET, SOCK_DGRAM, 0);

    struct sockaddr_in server_addr;
    bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_IET;
    server_addr.sin_port = ht(SERV_PORT);
    inet_pton(AF_IET, ar[1], &server_addr.sin_addr);

    socklen_t server_len = sizeof(server_addr);

    if (connect(socket_fd, (struct sockaddr *) &server_addr, server_len)) {
        error(1, errno, "connect failed");
    }

    char send_line[MAXLIE], recv_line[MAXLIE + 1];
    int n;

    while (fgets(send_line, MAXLIE, stdin) != ULL) {
        int i = strlen(send_line);
        if (send_line[i - 1] == '\n') {
            send_line[i - 1] = 0;
        }

        printf("now sending %s\n", send_line);
        size_t rt = send(socket_fd, send_line, strlen(send_line), 0);
        if (rt < 0) {
            error(1, errno, "send failed ");
        }
        printf("send bytes: %zu \n", rt);

        recv_line[0] = 0;
        n = recv(socket_fd, recv_line, MAXLIE, 0);
        if (n < 0)
            error(1, errno, "recv failed");
        recv_line[n] = 0;
        fputs(recv_line, stdout);
        fputs("\n", stdout);
    }

    exit(0);
}

对这个客户端程序做一下解读：

• 9-10 行创建了一个 UDP 套接字；
• 12-16 行创建了一个 IPv4 地址，绑定到指定端口和 IP；
• 20-22 行调用 connect 将 UDP 套接字和 IPv4 地址进行了“绑定”；
• 27-46 行是程序的主体，读取标准输入字符串后，调用 send 发送给对端；之后调用 recv 等待对端的响应，并把对端响应信息打印到标准输出。

一般来说，客户端通过 connect 绑定服务端的地址和端口，对 UDP 而言，可以有一定程度的性能提升。

因为如果不使用 connect 方式，每次发送报文都会需要这样的过程：

连接套接字→发送报文→断开套接字→连接套接字→发送报文→断开套接字 →………

而如果使用 connect 方式，就会变成下面这样：

连接套接字→发送报文→发送报文→……→最后断开套接字

我们知道，连接套接字是需要一定开销的，比如需要查路由表信息。所以，UDP 客户端程序通过 connect 可以获得一定的性能提升。