快速获取地址信息

Question

POSIX getaddrinfo 分配稍后必须使用freeaddrinfo 释放的内存。 见http://manpages.ubuntu.com/manpages/xenial/en/man3/getaddrinfo.3.html

为了简化 API，我创建了这个函数：

import Foundation

enum SystemError: Swift.Error {
    case getaddrinfo(Int32, Int32?)
}

public func getaddrinfo(node: String?, service: String?, hints: addrinfo?) throws -> [addrinfo] {
    var err: Int32
    var res: UnsafeMutablePointer<addrinfo>?
    if var hints = hints {
        err = getaddrinfo(node, service, &hints, &res)
    } else {
        err = getaddrinfo(node, service, nil, &res)
    }
    if err == EAI_SYSTEM {
        throw SystemError.getaddrinfo(err, errno)
    }
    if err != 0 {
        throw SystemError.getaddrinfo(err, nil)
    }
    defer {
        freeaddrinfo(res)
    }
    var result = [addrinfo]()
    var ai = res?.pointee
    while ai != nil {
        result.append(ai!)
        ai = ai!.ai_next?.pointee
    }
    return result
}

不过，我不觉得这个函数是正确的。

• Swift 内存模型如何知道getaddrinfo 分配了内存，而 Swift 不应该用自己的东西覆盖该内存？
• Swift 怎么知道freeaddrinfo 删除了整个列表，它应该复制出分配给结果数组的ai 信息？

与getaddrinfo 交互的正确方式是什么？

Answer 1

getaddrinfo（例如malloc）分配的内存不会分配给任何其他人 同一运行进程中的动态内存分配功能 直到freeaddrinfo 发布（例如free）。 因此 Swift 运行时不会践踏该内存（如果我们 假设它没有错误指针计算等编程错误）。

还有struct addrinfo是值类型，所以

result.append(ai!)

会将指向结构的副本附加到数组中。

但还是有问题。struct addrinfo的部分成员 是指针

public var ai_canonname: UnsafeMutablePointer<Int8>! /* canonical name for hostname */
public var ai_addr: UnsafeMutablePointer<sockaddr>! /* binary address */

它可能指向getaddrinfo分配的内存，因此 在freeaddrinfo 之后无效，并在您之后取消引用它们 函数返回会导致未定义的行为。

因此，您必须将freeaddrinfo 推迟到 不再需要地址列表，或复制信息。 这有点麻烦，因为ai_addr 可能指向一个 长度不同的 IPv4 或 IPv6 套接字地址结构。

以下代码演示了如何复制地址列表 到sockaddr_storage 结构的数组（足够大 保存任何 IP 地址）。此代码尚未经过彻底测试， 所以要小心使用。

public func getaddrinfo(node: String, service: String, hints: addrinfo?) throws -> [sockaddr_storage] {
    var err: Int32
    var res: UnsafeMutablePointer<addrinfo>?
    if var hints = hints {
        err = getaddrinfo(node, service, &hints, &res)
    } else {
        err = getaddrinfo(node, service, nil, &res)
    }
    if err == EAI_SYSTEM {
        throw SystemError.getaddrinfo(err, errno)
    }
    if err != 0 {
        throw SystemError.getaddrinfo(err, nil)
    }
    defer {
        freeaddrinfo(res)
    }
    guard let firstAddr = res else {
        return []
    }

    var result = [sockaddr_storage]()
    for addr in sequence(first: firstAddr, next: { $0.pointee.ai_next }) {
        var sockAddr = sockaddr_storage()
        memcpy(&sockAddr, addr.pointee.ai_addr, Int(addr.pointee.ai_addrlen))
        result.append(sockAddr)
    }
    return result
}

备注：

• 如果您只对单个地址系列感兴趣，那么 您可以将 sockaddr_storage 替换为 sockaddr_in 或 sockaddr_in6。

• 我已将 node 和 service 参数设为非可选参数。 原因是 Swift 目前在传递 more 时有一个 Bug 比一个 C 函数的可选字符串，请参阅 Why does Swift return an unexpected pointer when converting an optional String into an UnsafePointer?。

• 这里使用sequence()来遍历链表，而不是 while 循环。