Unix网络编程 高级IO套接字设置超时

我们知道。对于一个套接字的读写(read/write)操作默认是堵塞的。假设当前套接字还不可读/写，那么这个操作会一直堵塞下去，这样对于一个须要高性能的server来说，是不能接受的。所以，我们能够在进行读写操作的时候能够指定超时值,这样就读写操作就不至于一直堵塞下去。



在涉及套接字的I/O操作上设置超时的方法有三种：



1：调用alarm，它在指定的超时期满时产生SIGALRM信号。这种方法涉及信号处理，而信号处理在不同的实现上存在差异，并且可能干扰进程中现有的alarm调用。



2：在select中堵塞等待I/O(select有内置的时间限制)，依次取代直接堵塞在read或write调用上。(linux2.6以后的内核也能够使用epoll的epoll_wait)。

3：使用较新的SO_RCVTIMEO和SO_SNDTIMEO套接字选项。这种方法的问题在于并不是全部的实现都支持这两个套接字选项。

上述这三个技术都适用于输入和输出操作(read、write。及其变体recv/send, readv/writev, recvfrom, sendto)。

只是我们也期待能够用于connect的技术，由于TCP内置的connect超时相当长(典型值为75秒)，而我们在写server程序的时候，也不会希望一个连接的建立须要花费这么长时间。

select可用来在connect上设置超时的先决条件是对应的套接字是非堵塞的。而那两个套接字选项对connect并不适用。同一时候也应当指出，前两个技术适用于不论什么描写叙述符。而第三个技术只适用于套接字描写叙述符。

>>>>使用select对connect设置超时：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/select.h>
#include <time.h>
#define PORT 9900
#define MAXDATASIZE 5000int main(int argc, char **argv)
{
int sockfd, nbytes;
char buf[1024];
struct hostent *he;
struct sockaddr_in servaddr; if(argc != 2) {
perror("Usage:client hostname\n");
return 0;
}
if((he = gethostbyname(argv[1])) == NULL) {
perror("gethostbyname");
return 0;
}
if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
perror("create socket error");
return 0;
}
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(PORT);
servaddr.sin_addr = *((struct in_addr *)he->h_addr);
fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
timeval timeout = {3, 0};
if(connect(sockfd, (SA*)&servaddr, sizeof(struct sockaddr)) == -1) {
if(errno != EINPROGRESS) {
close(sockfd);
perror("connect error");
return 0;
}
} fd_set readSet;
FD_ZERO(&readSet);
FD_ZERO(&writeSet);
FD_SET(sockfd, &writeSet);
int ret = select(sockfd+1, &readSet, &writeSet, NULL, &timeout);
printf("%d", ret);
}

>>>>使用SIGALRM为connect设置超时：

#include <unp.h>static void connect_alarm(int);int
connect_timeo(int sockfd, const SA* saptr, socklen_t salen, int nsec)
{
Sigfunc* sigfunc;
int n; sigfunc = Signal(SIGALRM, connect_alarm);
if(alarm(nsec) != 0)
err_msg("connect_timeo: alarm was already set");
if((n = connect(sockfd, saptr, salen)) < 0) {
close(sockfd);
if(errno == EINTR)
errno = ETIMEOUT;
}
alarm(0); /* turn off the alarm */
Signal(SIGALRM, sigfunc); /* restore previous signal handler */ return (n);
}static void
connect_alarm(int signo)
{
return ; /* just interrupt the connect() */
}

>>>>使用SIGALRM为recvfrom设置超时：

#include <unp.h>static void sig_alarm(int);void
dig_cli(FILE* fp, int sockfd, const SA* pservaddr, socklen_t servlen)
{
int n;
char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE+1]; Signal(SIGALRM, sig_alarm); while(Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) {
Sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, preservaddr, serlen);
alarm(5); /* set TIMEOUT 5 seconds */
if((n = recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, 0, NULL, NULL)) < 0) {
if(errno == EINTR)
fprintf(stderr, "socket timeout\n");
else
err_sys("recvfrome error");
}else {
alarm(0); /* if success then turn off the alarm */
recvline[n] = 0; /* null terminate */
Fputs(recvline, stdout);
}
}
}static void
sig_alarm(int signo)
{
return ; /* just interrupt the recvfrom() */
}

>>>>使用select为recvfrom设置超时：

#include <unp.h>int
readable_timeo(int fd, int sec)
{
fd_set rset;
struct timeval tv; FD_ZERO(&rset); /* reset the file discriptor set */
FD_SET(fd, &rset); tv.tv_sec = sec; /* set struct timeval */
tv.tv_usec = 0; return (select(fd+1, &rset, NULL, NULL, &tv));
}

所以上面dig_cli函数结合readable_timeo函数设置超时的程序就可变为：（堵塞在select上）

#include <unp.h>void
dig_cli(FILE* fp, int sockfd, const SA* pservaddr, socklen_t servlen)
{
int n;
char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE+1]; while(Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) {
Sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, preservaddr, serlen);
if(readable_timeo(sockfd, 5) == 0) {
fprintf(stderr, "socket timeout\n");
} else {
n = recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, 0, NULL, NULL);
recvline[n] = 0; /* null terminate */
Fputs(recvline, stdout);
}
}
}

>>>>使用SO_RCVTIMEO套接字选项为recvfrom设置超时：

#include <unp.h>void
dig_cli(FILE* fp, int sockfd, const SA* pservaddr, socklen_t servlen)
{
int n;
char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE+1];
struct timeval tv; tv.tv_sec = 5;
tv.tv_usec = 0;
Setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, &tv, sizeof(tv)); while(Fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) { Sendto(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0, preservaddr, serlen); n = recvfrom(sockfd, recvline, MAXLINE, 0, NULL, NULL);
if(n < 0) {
if(errno == EWOULDBLOCK) {
fprintf(stderr, "socket timeout\n");
continue;
}else
err_sys("recvfrom error");
} recvline[n] = 0; /* null terminate */
Fputs(recvline, stdout);
}
}