非阻塞socket 的连接

非阻塞socket 的连接

 (2009-03-14 15:10:51)

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标签： linux socket 编程 非阻塞 it

分类：编程技术

方案1：
int connect_socket_timeout(int sockfd,char *dest_host, int port, int timeout)
{
    struct sockaddr_in address;
    struct in_addr inaddr;
    struct hostent *host;
    int  err, noblock=1 , connect_ok=0, begin_time=time(NULL);
    log_debug("connect_socket to %s:%d\n",dest_host,port);                                                          
    if (inet_aton(dest_host, &inaddr))
    {        
//        log_debug("inet_aton ok now gethostbyaddr %s\n",dest_host);
        memcpy(&address.sin_addr, &inaddr, sizeof(address.sin_addr));
    }
    else
    {
        log_debug("inet_aton fail now gethostbyname %s \n",dest_host);
        host = gethostbyname(dest_host);
        if (!host) {
                       
            log_error("error looking up host  %s : %d\n",dest_host,errno);
            return -1;
        }                                                                
        memcpy(&address.sin_addr, host->h_addr_list[0], sizeof(address.sin_addr));
    }
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_port = htons(port);
   
        ioctl(sockfd,FIONBIO,&noblock);
   


                if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &address, sizeof(address)) < 0)
                {
                        err = errno;
                        if (err != EINPROGRESS)
                        {
                                log_error("connect = %d connecting to host %s\n", err,dest_host);
                        }
                        else
                        {
//                                log_notice("connect pending, return %d \n", err);
                                while (1)
                                {
                                        connect(sockfd, (struct sockaddr *) &address, sizeof(address));
                                        err = errno;
                                        switch (err)
                                        {
                                                case EISCONN:   
                                                        connect_ok = 1;
                                                        break;
                                                case EALREADY:  
//                                                        log_info("connect again return EALREADY check again...\n");
                                                        usleep(50000);
                                                        break;
//                                                default:   
                                                        log_error("connect fail err=%d \n",err);
//                                                        connect_ok = -1;
//                                                        break;
                                        }
                                        if (connect_ok==1)
                                        {
//                                            log_info ("connect ok try time =%d \n", (time(NULL) - begin_time) );
                                            break;
                                        }
                                        if (connect_ok==-1)
                                        {
                                            log_notice ("connect failed try time =%d \n", (time(NULL) - begin_time) );
                                            break;
                                        }
                                        if ( (timeout>0) && ((time(NULL) - begin_time)>timeout) )
                                        {
                                            log_notice("connect failed, timeout %d seconds\n", (time(NULL) - begin_time));
                                            break;
                                        }
                                }
                        }
                }
                else       
                {
//                    log_info("connect immediate success to host %s\n", dest_host);
                    connect_ok = 1;
                }

        return ((connect_ok==1)?sockfd:-1);
} 

方案2：

补充关于select在异步(非阻塞)connect中的应用,刚开始搞socket编程的时候 
我一直都用阻塞式的connect,非阻塞connect的问题是由于当时搞proxy scan 
而提出的呵呵 
通过在网上与网友们的交流及查找相关FAQ,总算知道了怎么解决这一问题.同样 
用select可以很好地解决这一问题.大致过程是这样的: 

1.将打开的socket设为非阻塞的,可以用fcntl(socket, F_SETFL, O_NDELAY)完 
成(有的系统用FNEDLAY也可). 

2.发connect调用,这时返回-1,但是errno被设为EINPROGRESS,意即connect仍旧 
在进行还没有完成. 

3.将打开的socket设进被监视的可写(注意不是可读)文件集合用select进行监视, 
如果可写,用 
getsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &error, sizeof(int)); 
来得到error的值,如果为零,则connect成功. 

在许多unix版本的proxyscan程序你都可以看到类似的过程,另外在solaris精华 
区->编程技巧中有一个通用的带超时参数的connect模块.
我们知道，缺省状态下的套接字都是阻塞方式的，这意味着一个套接口的调用不能立即完成时，进程将进入睡眠状态，并等待操作完成。对于某些应用，需要及时可控的客户响应，而阻塞的方式可能会导致一个较长的时间段内，连接没有响应。造成套接字阻塞的操作主要有recv, send, accept, connect.

       下面主要以connect为例，讲讲非阻塞的connect的工作原理。当一个TCP套接字设置为非阻塞后，调用connect，会立刻返回一个EINPROCESS的错误。但TCP的三路握手继续进行，我们将用select函数检查这个连接是否建立成功。建立非阻塞的connect有下面三个用途：

1.       可以在系统做三路握手的时候做些其它事情，这段时间你可以为所欲为。

2.       可以用这个技术同时建立多个连接，在web应用中很普遍。

3.       可以缩短connect的超时时间，多数实现中，connect的超时在75秒到几分钟之间，累傻小子呢？

虽然非阻塞的conncet实现起来并不复杂，但我们必须注意以下的细节:

l         即使套接字是非阻塞的，如果连接的服务器是在同一台主机，connect通常会立刻建立。(connect 返回 0 而不是 EINPROCESS)

l         当连接成功建立时，描述字变成可写

l         当连接出错时，描述字变成可读可写

 例程：定义一个非阻塞的 connect 函数 connect_nonb

int connect_nonb(int sockfd, const SA *saptr, socklen_t salen, int nsec)

{

       int flags, n, error;

       socklen_t len;

       fd_set rset, wset;

       struct timeval tval;

       // 获取当前socket的属性， 并设置 noblocking 属性

       flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);

       fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NOBLOCK);

       errno = 0;

       if ( (n = connect(sockfd, saptr, salen)) < 0)

              if (errno != EINPROGRESS)

                     return (-1);

       // 可以做任何其它的操作

       if (n == 0)

              goto done; // 一般是同一台主机调用，会返回 0

       FD_ZERO(&rset);

       FD_SET(sockfd, &rset);

       wset = rset;  // 这里会做 block copy

       tval.tv_sec = nsec;

       tval.tv_usec = 0;

       // 如果nsec 为0，将使用缺省的超时时间，即其结构指针为 NULL

       // 如果tval结构中的时间为0，表示不做任何等待，立刻返回

       if ((n = select(sockfd+1, &rset, &west, NULL,nsec ?tval:NULL)) == 0) {

              close(sockfd);

              errno = ETIMEOUT;

              return (-1);

              }

              if(FD_ISSET(sockfd, &rset) || FD_ISSET(sockfd, &west)) {

                     len = sizeof(error);

                     // 如果连接成功，此调用返回 0

                     if (getsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &error, &len) < 0)

                            return (-1);

       }

       else err_quit(“select error: sockfd  not set”);

 done:

       fcntl(sockfd, F_SETFL, flags); // 恢复socket 属性

       if (error) {

              close(sockfd);

              errno = error;

              return (-1);

       }

       Return (0);

}

 

注意事项：

l         如果select调用之前，连接已经建立成功，并且有数据发送过来了，这时套接字将是即可读又可写，和连接失败时是一样的。所以我们必须用getsockopt来检查套接字的状态。

l         如果我们不能确定套接字可写是成功的唯一情况时，我们可以采用以下的调用

（1）           调用getpeername，如果调用失败，返回ENOTCONN，表示连接失败

（2）           调用read，长度参数为0，如果read失败，表示connect失败。

（3）           再调用connect一次，其应该失败，如果错误是EISCONN，表示套接字已建立而且连接成功。

l         如果在一个阻塞的套接字上调用的connect，在TCP三路握手前被中断，如果connect不被自动重启，会返回EINTR。但是我们不能调用connect等待连接完成，这样会返回EADDRINUSE，此时我们必须调用select，和非阻塞的方式一样。

注：

有一个非常有迷惑性的做法是：
u_long has = 1;
ioctl(m_sock, FIONBIO , &has);
这个函数会非常无耻的返回你success，但是它实际上很可能什么也没做。

正确的做法应该是使用fcntl：
int flags = fcntl(m_sock, F_GETFL, 0);
fcntl(m_sock, F_SETFL, flags|O_NONBLOCK);

这真是一个隐蔽的问题，折腾了我两天。线程每每停留在send()调用那里，我始终没怀疑到：用ioctl设置FIONBIO成功之后，socket竟然还是阻塞的。