getaddrinfo函数详解及使用举例

#函数介绍

IPv 4 中使用 gethostbyname() 函数完成主机名到地址解析，这个函数仅仅支持 IPv 4，且不允许调用者指定所需地址类型的任何信息，返回的结构只包含了用于存储 IPv 4 地址的空间。IPv 6 中引入了 getaddrinfo() 的新 API，它是协议无关的，既可用于 IPv 4 也可用于 IPv 6。

getaddrinfo 函数能够处理名字到地址以及服务到端口这两种转换，返回的是一个 addrinfo 的结构（列表）指针而不是一个地址清单。这些 addrinfo 结构随后可由 socket() 函数直接使用。如此以来，getaddrinfo 函数把协议相关性安全隐藏在这个库函数内部。应用程序只要处理由 getaddrinfo 函数填写的套接口地址结构。该函数在 POSIX 规范中定义了。

函数原型：

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#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <netdb.h>int getaddrinfo( const char *hostname, const char *service, const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **result );

参数说明：

hostname: 一个主机名或者地址串 (IPv 4 的点分十进制串或者 IPv 6 的 16 进制串)。
- 主机名例如 www.vitahlin.com
- IP 地址（例如 “192.168.1.1” 或 “2001: db 8:: 1”）
- 如果为 NULL，则 getaddrinfo 会返回本地地址（使用 INADDR_ANY 或 IN6ADDR_ANY_INIT）。
service：服务名可以是十进制的端口号，也可以是已定义的服务名称，如 ftp、http 等。
- 服务名称（例如 “http” 或 “ftp”）；
- 端口号（如 “80” 或 “443”）。
- 如果为 NULL，则表示不需要解析端口。
hints：一个指向 struct addrinfo 的指针，用于提供给 getaddrinfo 解析的提示（例如是否使用 IPv 4 或 IPv 6，是否使用流式套接字等）。可以根据需要进行设置，否则设置为全零结构，表示不限制。
result：一个指向 struct addrinfo * 的指针，用于存储解析结果。getaddrinfo() 会将返回的地址信息以链表的形式存储在这个指针指向的区域，每个链表节点包含一个网络地址（例如 sockaddr_in 或 sockaddr_in6）。

返回值

成功时，返回 0，并且 result 会指向链表的第一个元素（存储了地址信息）；
失败时，返回一个非零值，具体的错误码可以通过 gai_strerror() 获取错误描述。常见错误代码：
- EAI_NONAME：没有找到与给定名称匹配的地址；
- EAI_AGAIN：临时的 DNS 错误或网络不可达；
- EAI_FAIL：请求的 DNS 查询失败。

#详细说明

getaddrinfo() 返回的地址信息会保存在一个 struct addrinfo 结构体中，该结构体通常具有以下字段：

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struct addrinfo {    int ai_flags;          // 标志位，例如 AI_PASSIVE, AI_CANONNAME 等    int ai_family;         // 地址族（如 AF_INET 表示 IPv4，AF_INET6 表示 IPv6）    int ai_socktype;       // 套接字类型（如 SOCK_STREAM 表示 TCP）    int ai_protocol;       // 协议类型（如 IPPROTO_TCP）    size_t ai_addrlen;     // 地址长度    char *ai_canonname;    // 规范化后的主机名    struct sockaddr *ai_addr;  // 地址信息，通常为 sockaddr_in 或 sockaddr_in6    char *ai_serv;         // 服务名或端口号（如 "http" 或 "80"）    struct addrinfo *ai_next;  // 下一个 addrinfo 结构的指针（链表）};

hints 用来指定你希望解析的地址类型，通常是这样配置：

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struct addrinfo hints;memset(&hints, 0, sizeof(hints));hints.ai_family = AF_UNSPEC; // 不限制地址族（可以是 IPv4 或 IPv6）hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; // TCP 套接字类型hints.ai_flags = AI_PASSIVE; // 对于服务器，绑定到任意可用地址

ai_family 可以设置为 AF_INET(IPv4) 或 AF_INET6(IPv6) ，也可以设置为 AF_UNSPEC ，表示不限制地址族。
ai_socktype 通常设置为 SOCK_STREAM(TCP) 或 SOCK_DGRAM(UDP) 。
ai_flags 用来控制解析的行为，常见的标志有 AI_PASSIVE（用于绑定到任意可用接口）和 AI_CANONNAME （获取规范化的主机名）。

AI_PASSIVE 在 getaddrinfo 中的作用

getaddrinfo() 是一个用于解析地址的函数，它通常用来为客户端或服务器选择合适的地址来进行连接或绑定。如果你是服务器端程序，通常会希望它能绑定到所有可用的网络接口，处理来自任何网络接口的请求。这时，你可以调用 getaddrinfo() 并传递 AI_PASSIVE 标志。这样，如果没有指定特定的地址（如在 bindaddr 参数为空或 NULL 的情况下），函数会返回适合绑定到所有可用接口的地址。

AI_PASSIVE 的作用：

没有指定地址时：如果 bindaddr 参数为空或 NULL，AI_PASSIVE 会导致 getaddrinfo() 返回一个适用于绑定到所有可用网络接口的地址。对 IPv4 地址来说，就是 INADDR_ANY（表示可以绑定到所有可用的网络接口，通常是 0.0.0.0）。对 IPv6 地址来说，就是 IN6ADDR_ANY_INIT（通常表示 ::）。
已经指定了地址时：如果 bindaddr 已经指定了某个特定的地址，AI_PASSIVE 标志不会有任何效果。它只是作为一个提示，表示如果没有明确指定地址，应该选择一个通用的地址。

示例代码：

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struct addrinfo hints, *servinfo;memset(&hints, 0, sizeof(hints));hints.ai_family = AF_INET;  // IPv4hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; // TCPhints.ai_flags = AI_PASSIVE;  // 如果没有指定地址，返回适用于所有接口的地址 // 获取服务器端地址信息，监听所有接口if (getaddrinfo(NULL, "8080", &hints, &servinfo) != 0) {    perror("getaddrinfo");    return 1;} // 创建并绑定套接字int sockfd = socket(servinfo->ai_family, servinfo->ai_socktype, servinfo->ai_protocol);bind(sockfd, servinfo->ai_addr, servinfo->ai_addrlen);

我们也可以学习下 Redis (6.2.14) 中对 getaddrinfo 函数的使用，函数定义在文件 src/anet.c 中：

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static int _anetTcpServer(char *err, int port, char *bindaddr, int af, int backlog){    int s = -1, rv;    char _port[6];  /* strlen("65535") */    struct addrinfo hints, *servinfo, *p;     snprintf(_port,6,"%d",port);    memset(&hints,0,sizeof(hints));    hints.ai_family = af;    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;    hints.ai_flags = AI_PASSIVE;    /* No effect if bindaddr != NULL */    if (bindaddr && !strcmp("*", bindaddr))        bindaddr = NULL;    if (af == AF_INET6 && bindaddr && !strcmp("::*", bindaddr))        bindaddr = NULL;     if ((rv = getaddrinfo(bindaddr,_port,&hints,&servinfo)) != 0) {        anetSetError(err, "%s", gai_strerror(rv));        return ANET_ERR;    }    for (p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next) {        if ((s = socket(p->ai_family,p->ai_socktype,p->ai_protocol)) == -1)            continue;         if (af == AF_INET6 && anetV6Only(err,s) == ANET_ERR) goto error;        if (anetSetReuseAddr(err,s) == ANET_ERR) goto error;        if (anetListen(err,s,p->ai_addr,p->ai_addrlen,backlog,0) == ANET_ERR) s = ANET_ERR;        goto end;    }    if (p == NULL) {        anetSetError(err, "unable to bind socket, errno: %d", errno);        goto error;    } error:    if (s != -1) close(s);    s = ANET_ERR;end:    freeaddrinfo(servinfo);    return s;}

bindaddr 是 Redis 配置的绑定地址。

代表所有 IPv4 地址，转换为 NULL 以监听 0.0.0.0 。
::* 代表所有 IPv6 地址，转换为 NULL 以监听 :: （即所有 IPv6 地址）

后续遍历 getaddrinfo 返回的 addrinfo 链表，尝试创建 socket，如果创建失败，继续尝试下一个地址。

#示例代码

1. 根据主机名获取地址信息

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#include <stdio.h>#include <netdb.h>#include <string.h>#include <arpa/inet.h> int main() {    struct addrinfo hints, *result, *p;    int status;     // 设置hint结构体数据全为0，不然可能出现随机值    memset(&hints, 0, sizeof(hints));     // 不限制IPv4 IPv6    hints.ai_family = AF_UNSPEC;    // TCP套接字类型    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;     if ((status = getaddrinfo("www.baidu.com", "http", &hints, &result)) != 0) {        fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\\n", gai_strerror(status));        return 1;    }     // 遍历所有返回的地址信息    for (p = result; p != NULL; p = p->ai_next) {        void *addr;        char ip_str[INET6_ADDRSTRLEN];         // 获取对应的IPv4或IPv6地址        if (p->ai_family == AF_INET) {            struct sockaddr_in *ipv4 = (struct sockaddr_in *) p->ai_addr;            addr = &(ipv4->sin_addr);        } else {            struct sockaddr_in6 *ipv6 = (struct sockaddr_in6 *) p->ai_addr;            addr = &(ipv6->sin6_addr);        }         inet_ntop(p->ai_family, addr, ip_str, sizeof(ip_str));        printf("IP address:%s\\n", ip_str);    }     freeaddrinfo(result); // 释放内存     return 0;}

运行结果：

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IP address:157.148.69.186IP address:157.148.69.151

2. 服务器程序获取可绑定端口和地址

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#include <stdio.h>#include <netdb.h>#include <string.h>#include <arpa/inet.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <stdarg.h>#include <string.h>#include <fcntl.h>#include <time.h>#include <ctype.h>#include <unistd.h>#include <errno.h>#include <sys/wait.h>#include <signal.h>#include <sys/types.h>#include <netinet/in.h>#include <arpa/inet.h>#include <sys/stat.h>#include <netdb.h>#include <sys/socket.h>  void getCanBindAddressInTcpServer() {    struct addrinfo hints, *res;    int sockfd;     // 1. 清空 hints 并设置参数    memset(&hints, 0, sizeof hints);    hints.ai_family = AF_UNSPEC;    // 支持 IPv4 或 IPv6    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; // 选择 TCP 连接    hints.ai_flags = AI_PASSIVE;     // 监听所有可用 IP (0.0.0.0)     // 2. 获取可用的地址    int status = getaddrinfo(NULL, "8080", &hints, &res);    if (status != 0) {        fprintf(stderr, "getaddrinfo error: %s\\n", gai_strerror(status));        return;    }     // 3. 创建 socket    sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);    if (sockfd == -1) {        perror("socket error");        return;    }     // 4. 绑定端口    if (bind(sockfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen) == -1) {        perror("bind error");        close(sockfd);        return;    }     printf("Server is running on port 8080...\\n");     // 5. 释放资源    freeaddrinfo(res);} int main() {    printf("\\ngetCanBindAddressInTcpServer:\\n");    getCanBindAddressInTcpServer();    return 0;}

运行结果：

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getCanBindAddressInTcpServer:Server is running on port 8080...

END · 2026.02.13

getaddrinfo函数详解及使用举例

#函数介绍

#详细说明

AI_PASSIVE 在 getaddrinfo 中的作用

#示例代码

1. 根据主机名获取地址信息

2. 服务器程序获取可绑定端口和地址

如何理解复杂的指针或引用语句

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getaddrinfo函数详解及使用举例

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AI_PASSIVE 在 getaddrinfo 中的作用

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2. 服务器程序获取可绑定端口和地址

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