struct addrinfo原理及操作方法總結
定義
addrinfo結構主要在網路程式設計解析hostname時使用，其在標頭檔案#include<netdb.h>中，定義如下：
struct addrinfo {
int ai_flags;/* AI_PASSIVE, AI_CANONNAME, AI_NUMERICHOST */
int ai_family;/* PF_xxx */
int ai_socktype;/* SOCK_xxx */
int ai_protocol;/* 0 or IPPROTO_xxx for IPv4 and IPv6 */
socklen_t ai_addrlen;/* length of ai_addr */
char*ai_canonname;/* canonical name for hostname */
structsockaddr *ai_addr;/* binary address */
structaddrinfo *ai_next;/* next structure in linked list */
};
各個引數以及含義可以參照ofollow,noindex">《Linux下網路相關結構體 struct addrinfo》 。此外，其屬性ai_addr即包含了地址資訊。sockaddr型別的簡介，可以參考《sockaddr和sockaddr_in詳解》 。
由於一個域名可以對應多個IP地址，addrinfo也就支援了這個場景。addrinfo通過連結串列的方式儲存其他地址的，可以遍歷其屬性ai_next獲得。
相關方法
1. getaddrinfo(const char, const char , const struct addrinfo, struct addrinfo *)
該方法可參考《getaddrinfo詳解》 。
2. freeaddrinfo(struct addrinfo*)
在上面介紹getaddrinfo時，傳入了引數addrinfo用於儲存查詢的結果。檢視該方法的實現，其在內部呼叫了calloc動態申請了記憶體，並將結果儲存到了傳入的引數中，因此在使用getaddrinfo成功獲取到地址後，必須要對該部分記憶體進行釋放。freeaddrinfo即是netdb.h提供的釋放記憶體方法。其實現如下
void freeaddrinfo(struct addrinfo *ai)
{
struct addrinfo *next;
#if defined(__BIONIC__)
if (ai == NULL) return;
#else
_DIAGASSERT(ai != NULL);
#endif
do {
next = ai->ai_next;
if (ai->ai_canonname)
free(ai->ai_canonname);
/* no need to free(ai->ai_addr) */
free(ai);
ai = next;
} while (ai);
}
從其實現可以看出，freeaddrinfo通過迴圈遍歷ai_next進行一層一層的記憶體釋放。此外，通過其實現，可以看到該方法顯示的釋放了ai_canoname屬性以及其本身，這就說明當我們在對addrinfo進行記憶體拷貝的時候，就要注意對ai_canonname和ai_next的深拷貝的問題。
而上述邏輯中有句註釋“no need to free(ai->ai_addr)”，一開始對這個不甚理解，該屬性同樣是一個指標，為什麼不需要對其指向的內容釋放呢？經過證明，如果不對該部分進行深拷貝，拷貝的結果是很容易出問題的。但是如果拷貝的時候，直接顯式的呼叫malloc動態申請記憶體，那麼在freeaddrinfo的時候就必須要顯式的呼叫free方法，對該部分指向的記憶體進行釋放，否則必然會造成記憶體洩漏。為了搞清楚這個問題，必須要深入getaddrinfo方法找到系統對addrinfo賦值的地方。
//bionic/libc/dns/net/getaddrinfo.c
static int android_getaddrinfo_proxy(
const char *hostname, const char *servname,
const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **res, unsigned netid)
{
……
while (1) {
struct addrinfo* ai = calloc(1, sizeof(struct addrinfo) + sizeof(struct sockaddr_storage));
if (ai == NULL) {
break;
}
ai->ai_addr = (struct sockaddr*)(ai + 1);
……
ai->ai_canonname = (char*) malloc(name_len);
……
*nextres = ai;
nextres = &ai->ai_next;
}
}
通過上述實現可以發現，原來addrinfo在申請地址的時候直接申請的是addrinfo大小外加一個sockaddr的大小，其屬性ai_addr所指向的地址內容是緊跟在addrinfo 結構後面的，因此在對其賦值的時候是直接ai->ai_addr = (struct sockaddr*)(ai + 1);這也就解釋了為什麼在freeaddrinfo的時候沒有顯式的呼叫free(ai_addr)，其在free(ai)的時候就同步釋放了。
3. 拷貝addrinfo結構
在netdb.h中並沒有提供拷貝addrinfo結構的方法，因此這個方法需要自己實現。下面是我的一個實現方案，僅供參考。
int dumpAddrInfo(struct addrinfo **dst, struct addrinfo *src) {
if (src == NULL) return -1;
int ret = 0;
struct addrinfo *aiDst = NULL, *aiSrc = src, *aiCur = NULL;
while(aiSrc) {
size_t aiSize = sizeof(struct addrinfo) + sizeof(struct sockaddr_storage);
struct addrinfo* ai = (struct addrinfo*) calloc(1, aiSize);
if (ai == NULL) {
ret = -1;
break;
}
memcpy(ai, aiSrc, aiSize);
ai->ai_addr = (struct sockaddr*)(ai + 1);
ai->ai_next = NULL;
if (aiSrc->ai_canonname != NULL) {
ai->ai_canonname = strdup(aiSrc->ai_canonname);
}
if (aiDst == NULL) {
aiDst = ai;
} else {
aiCur->ai_next = ai;
}
aiCur = ai;
aiSrc = aiSrc->ai_next;
}
if (ret) {
freeaddrinfo(aiDst);
return ret;
}
*dst = aiDst;
return ret;
}
總結
在實現拷貝方法的時候，主要的精力花在了ai_addr屬性的處理上。由於並沒有找到資料介紹addrinfo結構的具體記憶體分配原理，因此最簡單的方式就是閱讀原始碼，通過閱讀原始碼還可能有很多意想不到的收穫。