linux 结构体 struct addrinfo 简介

雨点打透心脏的1/2处 2022-09-15 15:52 158阅读 0赞

**目录**

定义

相关方法

1. getaddrinfo(const char, const char, const struct addrinfo, struct addrinfo\*)

2. freeaddrinfo(struct addrinfo\*)

3. 拷贝addrinfo结构

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## 定义 ##

addrinfo结构主要在网络编程解析hostname时使用，其在头文件\#include<netdb.h>中，定义如下：

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 */
        struct  sockaddr *ai_addr;  /* binary address */
        struct  addrinfo *ai_next;  /* next structure in linked list */
    };

各个参数以及含义可以参照[《Linux下网络相关结构体 struct addrinfo》][Linux_ struct addrinfo]。此外，其属性ai\_addr即包含了地址信息。sockaddr类型的简介，可以参考[《sockaddr和sockaddr\_in详解》][sockaddr_sockaddr_in]。

由于一个域名可以对应多个IP地址，addrinfo也就支持了这个场景。addrinfo通过链表的方式存储其他地址的，可以遍历其属性ai\_next获得。

## 相关方法 ##

### 1. getaddrinfo(const char*, const char*, const struct addrinfo*, struct addrinfo*\*) ###

该方法可参考[《getaddrinfo详解》][getaddrinfo]。

### 2. freeaddrinfo(struct addrinfo\*) ###

在上面介绍getaddrinfo时，传入了参数addrinfo用于保存查询的结果。查看该方法的实现，其在内部调用了calloc动态申请了内存，并将结果保存到了传入的参数中，因此在使用getaddrinfo成功获取到地址后，必须要对该部分内存进行释放。freeaddrinfo即是netdb.h提供的释放内存方法。其实现如下

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);
    }

从其实现可以看出，freeaddrinfo通过循环遍历ai\_next进行一层一层的内存释放。此外，通过其实现，可以看到该方法显示的释放了ai\_canoname属性以及其本身，这就说明当我们在对addrinfo进行内存拷贝的时候，就要注意对ai\_canonname和ai\_next的深拷贝的问题。  
而上述逻辑中有句注释“no need to free(ai->ai\_addr)”，一开始对这个不甚理解，该属性同样是一个指针，为什么不需要对其指向的内容释放呢？经过证明，如果不对该部分进行深拷贝，拷贝的结果是很容易出问题的。但是如果拷贝的时候，直接显式的调用malloc动态申请内存，那么在freeaddrinfo的时候就必须要显式的调用free方法，对该部分指向的内存进行释放，否则必然会造成内存泄漏。为了搞清楚这个问题，必须要深入getaddrinfo方法找到系统对addrinfo赋值的地方。

//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;
        }
    }

通过上述实现可以发现，原来addrinfo在申请地址的时候直接申请的是addrinfo大小外加一个sockaddr的大小，其属性ai\_addr所指向的地址内容是紧跟在addrinfo 结构后面的，因此在对其赋值的时候是直接ai->ai\_addr = (struct sockaddr\*)(ai + 1);这也就解释了为什么在freeaddrinfo的时候没有显式的调用free(ai\_addr)，其在free(ai)的时候就同步释放了。

### 3. 拷贝addrinfo结构 ###

在netdb.h中并没有提供拷贝addrinfo结构的方法，因此这个方法需要自己实现。下面是我的一个实现方案，仅供参考。

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;
    }

[Linux_ struct addrinfo]: https://blog.csdn.net/u011003120/article/details/78277133
[sockaddr_sockaddr_in]: https://blog.csdn.net/will130/article/details/53326740
[getaddrinfo]: http://www.cnblogs.com/fnlingnzb-learner/p/7542770.html