概述
在这个教程中，我们将学习如何使用Unix域套接字通道。我们将探讨一些理论基础知识、优缺点，并构建一个简单的Java客户端-服务器应用，使用Unix域套接字通道交换文本消息。我们还将研究如何利用Unix域套接字与数据库连接。
1. Unix域套接字通道
传统的进程间通信涉及基于TCP/IP的套接字，由IP地址和端口号定义，用于互联网或私有网络上的通信。相比之下，Unix域套接字仅限于同一物理主机上进程之间的通信。几十年来，它们一直是Unix操作系统的一部分，但最近已被添加到Microsoft Windows中，因此不再局限于Unix系统。
Unix域套接字通过文件系统路径名进行标识，看起来与其他文件名相似，例如*/folder/socket或C:\folder\socket。与TCP/IP连接相比，它们具有更快的设置时间、更高的数据传输速率，且接受远程连接时没有安全风险。然而，主要缺点是只限于单个物理主机的通信。
请注意，只要我们在共享卷上创建套接字，我们甚至可以在同一系统上的容器之间使用Unix域套接字进行通信。
2. 套接字配置
由于Unix域套接字基于文件系统路径名，首先我们需要为套接字文件定义一个路径，并将其转换为UnixDomainSocketAddress：
Path socketPath = Path
.of(System.getProperty("user.home"))
.resolve("baeldung.socket");
UnixDomainSocketAddress socketAddress = UnixDomainSocketAddress.of(socketPath);
在示例中，我们在用户的主目录下创建名为baeldung.socket的套接字文件。
需要记住的是，在每次关闭服务器后，我们需要删除套接字文件：
Files.deleteIfExists(socketPath);
不幸的是，它不会自动删除，我们无法再使用它进行后续连接。尝试使用相同的路径将导致异常，提示该地址已使用：
java.net.BindException: Address already in use
3. 接收消息
接下来，我们可以启动一个服务器，从套接字通道接收消息。
首先，我们需要创建一个具有Unix协议的服务器套接字通道：
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel
.open(StandardProtocolFamily.UNIX);
然后，我们需要将其绑定到先前创建的套接字地址：
serverChannel.bind(socketAddress);
现在我们可以等待第一个客户端连接：
SocketChannel channel = serverChannel.accept();
当客户端连接时，消息将以字节缓冲的形式接收。为了处理输入并打印每条消息到控制台，我们需要建立一个无限循环：
while (true) {
readSocketMessage(channel)
.ifPresent(message -> System.out.printf("[Client message] %s", message));
Thread.sleep(100);
}
在上述示例中，readSocketMessage方法负责将套接字通道的缓冲区转换为String：
private Optional<String> readSocketMessage(SocketChannel channel) throws IOException {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
int bytesRead = channel.read(buffer);
if (bytesRead < 0)
return Optional.empty();
byte[] bytes = new byte[bytesRead];
buffer.flip();
buffer.get(bytes);
String message = new String(bytes);
return Optional.of(message);
}
需要注意的是，服务器必须先于客户端启动。如示例所示，它只能接受一个客户端连接。
4. 发送消息
发送消息比接收消息稍微简单一些。
我们只需要设置一个具有Unix协议的套接字通道，并将其连接到我们的套接字地址：
SocketChannel channel = SocketChannel
.open(StandardProtocolFamily.UNIX);
channel.connect(socketAddress);
现在我们可以准备一个文本消息：
String message = "Hello from Baeldung Unix domain socket article";
将其转换为字节缓冲：
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
buffer.clear();
buffer.put(message.getBytes());
buffer.flip();
然后将整个数据写入套接字：
while (buffer.hasRemaining()) {
channel.write(buffer);
}
最后，服务器日志将显示以下输出：
[Client message] Hello from Baeldung Unix domain socket article!
5. 连接到数据库
Unix域套接字可用于连接数据库。许多流行发行版，如MongoDB或PostgreSQL，都提供了默认配置，可以直接使用。
例如，MongoDB会在/tmp/mongodb-27017.sock创建一个Unix域套接字，我们可以在创建MongoClient连接时直接使用：
MongoClient mongoClient = new MongoClient("/tmp/mongodb-27017.sock");
一个要求是向项目添加jnr.unixsocket依赖：
<dependency>
<groupId>com.github.jnr</groupId>
<artifactId>jnr-unixsocket</artifactId>
<version>0.38.13</version>
</dependency>
另一方面，PostgreSQL允许我们使用Unix域套接字遵循JDBC标准。因此，我们在创建连接时只需提供一个额外的socketFactory参数：
String dbUrl = "jdbc:postgresql://databaseName?socketFactory=org.newsclub.net.unix.
AFUNIXSocketFactory$FactoryArg&socketFactoryArg=/var/run/postgresql/.s.PGSQL.5432";
Connection connection = DriverManager
.getConnection(dbUrl, "dbUsername", "dbPassword")
socketFactory参数应指向一个扩展java.net.SocketFactory的类。这个类将负责创建Unix域套接字，而不是TCP/IP套接字。
在示例中，我们使用了来自junixsocket库的AFUNIXSocketFactory类：
<dependency>
<groupId>com.kohlschutter.junixsocket</groupId>
<artifactId>junixsocket-core</artifactId>
<version>2.4.0</version>
</dependency>
6. 总结
在这篇教程中，我们了解了如何使用Unix域套接字通道。我们涵盖了使用Unix域套接字发送和接收消息的方法，以及如何使用Unix域套接字连接数据库。如往常一样，所有源代码可在GitHub上找到。