Linux下socket连接超时的另一种实现方法

目前各平台通用的设置套接字（Socket）连接超时的办法是：

1. 创建套接字，将其设置成非阻塞状态。
2. 调用connect连接对端主机，如果失败，判断当时的errno是否为EINPROGRESS，也就是说是不是连接正在进行中，如果是，转到步骤3，如果不是，返回错误。
3. 用select在指定的超时时间内监听套接字的写就绪事件，如果select有监听到，证明连接成功，否则连接失败。

以下是Linux环境下的示例代码:


#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <errno.h>
#include <time.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
        int fd, retval;
        struct sockaddr_in addr;
        struct timeval timeo = {3, 0};
        socklen_t len = sizeof(timeo);
        fd_set set;

        fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (argc == 4)
                timeo.tv_sec = atoi(argv[3]);
        fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | O_NONBLOCK);
        addr.sin_family = AF_INET;
        addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
        addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
        printf("%d\n", time(NULL));
        if (connect(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == 0) {
                printf("connected\n");
                return 0;
        }
        if (errno != EINPROGRESS) {
                perror("connect");
                return -1;
        }
        FD_ZERO(&set);
        FD_SET(fd, &set);
        retval = select(fd + 1, NULL, &set, NULL, &timeo);
        if (retval == -1) {
                perror("select");
                return -1;
        } else if(retval == 0) {
                fprintf(stderr, "timeout\n");
                printf("%d\n", time(NULL));
                return 0;
        }
        printf("connected\n");

        return 0;
}

实际运行结果如下:

xiaosuo@gentux perl $ ./a.out 10.16.101.1 90
1180289276
timeout
1180289279
xiaosuo@gentux perl $ ./a.out 10.16.101.1 90 1
1180289281
timeout
1180289282

可以看到，以上代码工作的很好，并且如果你想知道连接发生错误时的确切信息的话，你可以用getsocketopt获得:

int error;
socklen_t errorlen = sizeof(error);


getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &error, &errorlen);

但是多少有些复杂，如果有象SO_SNDTIMO/SO_RCVTIMO一样的套接字参数可以让超时操作跳过select的话，世界将变得更美好。当然你还可以选用象一样提供了简单接口的库，但我这里要提的是另一种方法。

呵呵，引子似乎太长了点儿。读Linux内核源码的时候偶然发现其connect的超时参数竟然和用SO_SNDTIMO操作的参数一致:

File: net/ipv4/af_inet.c

   559      timeo = sock_sndtimeo(sk, flags & O_NONBLOCK);
   560
   561      if ((1 << sk->sk_state) & (TCPF_SYN_SENT | TCPF_SYN_RECV)) {
   562          /* Error code is set above */
   563          if (!timeo || !inet_wait_for_connect(sk, timeo))
   564              goto out;
   565
   566          err = sock_intr_errno(timeo);
   567          if (signal_pending(current))
   568              goto out;
   569      }

这意味着：在Linux平台下，可以通过在connect之前设置SO_SNDTIMO来达到控制连接超时的目的。简单的写了份测试代码:


#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
        int fd;
        struct sockaddr_in addr;
        struct timeval timeo = {3, 0};
        socklen_t len = sizeof(timeo);

        fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (argc == 4)
                timeo.tv_sec = atoi(argv[3]);
        setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &timeo, len);
        addr.sin_family = AF_INET;
        addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
        addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
        if (connect(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == -1) {
                if (errno == EINPROGRESS) {
                        fprintf(stderr, "timeout\n");
                        return -1;
                }
                perror("connect");
                return 0;
        }
        printf("connected\n");

        return 0;
}

执行结果:

xiaosuo@gentux perl $ ./a.out 10.16.101.1 90
1180290583
timeout
1180290586
xiaosuo@gentux perl $ ./a.out 10.16.101.1 90 2
1180290590
timeout
1180290592

和设想完全一致！