Socket



阻塞套接字分类

1. 某个进程对一个阻塞的套接字调用输入函数（read, readv, recv, recvfrom, recvmsg）时，而且该套接字的接收缓冲区没有数据可读。

2. 输出操作时（write,writev,send,sendto,sendmsg），对于一个TCP套接字，内核讲从应用进程的缓冲区到发送缓冲区复制数据，如果发送缓冲区没有空间，对于阻塞的套接字，线程将阻塞，对于非阻塞的TCP套接字，将返回错误。UDP不存在真正的缓冲区，阻塞的UDP套接字不会与TCP套接字一样的原因阻塞，但是可能因为其他原因而阻塞。

3. Accept时，阻塞套接字，未新连接到达时将阻塞。

4. 建立连接时，TCP的connect时，会阻塞一个到服务器的RTT时间，非阻塞的TCP调用connect时，连接不会立即建立连接（当client和serve在同一台机子上时会立即建立连接），将会返回一个错误。

套接字超时

（来自：UNIX网络编程卷1：套接字联网API(英文)）

There are three ways to place a timeout on anI/O operation involving a socket:

1. Callalarm, which generates the SIGALRM signalwhen the specified time has expired. This involves signal handling, which candiffer from one implementation to the next, and it may interfere with otherexisting calls toalarm in the process.

2. Block waiting for I/O inselect, which has a time limitbuilt-in, instead of blocking in a call toread orwrite.

3. Use the newerSO_RCVTIMEO and SO_SNDTIMEO socketoptions. The problem with this approach is that not all implementations supportthese two socket options.

All three techniques work with input andoutput operations (e.g.,read,write, and other variationssuch as recvfrom and sendto), but we would also like atechnique that we can use withconnect, since a TCP connect can take along time to time out (typically 75 seconds).select can be used toplace a timeout onconnect only when the socket is in a nonblockingmode (which we show inSection16.3), and the two socket options do not work withconnect. Wealso note that the first two techniques work with any descriptor, while thethird technique works only with socket descriptors.

超时设置

recvfrom设置超时

使用SIGALRM为recvfrom设置超时

使用select为recvfrom设置超时

使用套接字选项SO_RECVTIMEO为recvfrom设置超时

connect超时设置

1.首先将标志位设为Non-blocking模式，准备在非阻塞模式下调用connect函数
2.调用connect，正常情况下，因为TCP三次握手需要一些时间；而非阻塞调用只要不能立即完成就会返回错误，所以这里会返回EINPROGRESS，表示在建立连接但还没有完成。
3.在读套接口描述符集(fd_setrset)和写套接口描述符集(fd_set
wset)中将当前套接口置位（用FD_ZERO()、FD_SET()宏），并设置好超时时间(struct
timeval *timeout)
4.调用select(socket, &rset, &wset, NULL, timeout )
返回0表示connect超时
如果你设置的超时时间大于75秒就没有必要这样做了，因为内核中对connect有超时限制就是75秒。

网络编程中socket的分量我想大家都很清楚了，socket也就是套接口，在套接口编程中，提到超时的概念，我们一下子就能想到3个：发送超时，接收超时，以及select超时（注：
select函数并不是只用于套接口的，但是套接口编程中用的比较多），在connect到目标主机的时候，这个超时是不由我们来设置的。不过正常情况下这个超时都很长，并且connect又是一个阻塞方法，一个主机不能连接，等着connect返回还能忍受，你的程序要是要试图连接多个主机，恐怕遇到多个不能连接的主机的时候，会塞得你受不了的。我也废话少说，先说说我的方法，如果你觉得你已掌握这种方法，你就不用再看下去了，如果你还不了解，我愿意与你分享。本文是已在Linux下的程序为例子，不过拿到Windows中方法也是一样，无非是换几个函数名字罢了。
Linux中要给connect设置超时，应该是有两种方法的。一种是该系统的一些参数，这个方法我不讲，因为我讲不清楚:P，它也不是编程实现的。另外一种方法就是变相的实现connect的超时，我要讲的就是这个方法，原理上是这样的：
1．建立socket
2．将该socket设置为非阻塞模式
3．调用connect()
4．使用select()检查该socket描述符是否可写（注意，是可写）
5．根据select()返回的结果判断connect()结果
6．将socket设置为阻塞模式（如果你的程序不需要用阻塞模式的，这步就省了，不过一般情况下都是用阻塞模式的，这样也容易管理）
如果你对网络编程很熟悉的话，其实我一说出这个过程你就知道怎么写你的程序了，下面给出我写的一段程序，仅供参考。
/******************************
* Time out for connect()
* Write by Kerl W
******************************/
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#define TIME_OUT_TIME 20 //connect超时时间20秒
int main(int argc , char **argv)
{
………………
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd < 0) exit(1);
struct sockaddr_in serv_addr;
………//以服务器地址填充结构serv_addr
int error=-1, len;
len = sizeof(int);
timeval tm;
fd_set set;
unsigned long ul = 1;
ioctl(sockfd, FIONBIO, &ul); //设置为非阻塞模式
bool ret = false;
if( connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) ==
-1)
{
tm.tv_set = TIME_OUT_TIME;
tm.tv_uset = 0;
FD_ZERO(&set);
FD_SET(sockfd, &set);
if( select(sockfd+1, NULL, &set, NULL, &tm) > 0)
{
getsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &error, (socklen_t *)&len);
if(error == 0) ret = true;
else ret = false;
} else ret = false;
}
else ret = true;
ul = 0;
ioctl(sockfd, FIONBIO, &ul); //设置为阻塞模式
if(!ret)
{
close( sockfd );
fprintf(stderr , "Cannot Connect the server!n");
return;
}
fprintf( stderr , "Connected!n");
//下面还可以进行发包收包操作
……………
}

以上代码片段，仅供参考，也是为初学者提供一些提示，主要用到的几个函数，select,
ioctl,
getsockopt都可以找到相关资料，具体用法我这里就不赘述了，你只需要在linux中轻轻的敲一个man
<函数名>就能够看到它的用法。
此外我需要说明的几点是，虽然我们用ioctl把套接口设置为非阻塞模式，不过select本身是阻塞的，阻塞的时间就是其超时的时间由调用select
的时候的最后一个参数timeval类型的变量指针指向的timeval结构变量来决定的，timeval结构由一个表示秒数的和一个表示微秒数（long类型）的成员组成，一般我们设置了秒数就行了，把微妙数设为0（注：1秒等于100万微秒）。而select函数另一个值得一提的参数就是上面我们用到的fd_set类型的变量指针。调用之前，这个变量里面存了要用select来检查的描述符，调用之后，针对上面的程序这里面是可写的描述符，我们可以用宏FD_ISSET来检查某个描述符是否在其中。由于我这里只有一个套接口描述符，我就没有使用FD_ISSET宏来检查调用select之后这个sockfd是否在set里面，其实是需要加上这个判断的。不过我用了getsockopt来检查，这样才可以判断出这个套接口是否是真的连接上了，因为我们只是变相的用select来检查它是否连接上了，实际上select检查的是它是否可写，而对于可写，是针对以下三种条件任一条件满足时都表示可写的：
1）套接口发送缓冲区中的可用控件字节数大于等于套接口发送缓冲区低潮限度的当前值，且或者i)套接口已连接，或者ii)套接口不要求连接（UDP方式的）
2）连接的写这一半关闭。
3）有一个套接口错误待处理。
这样，我们就需要用getsockopt函数来获取套接口目前的一些信息来判断是否真的是连接上了，没有连接上的时候还能给出发生了什么错误，当然我程序中并没有标出那么多状态，只是简单的表示可连接/不可连接。
下面我来谈谈对这个程序测试的结果。我针对3种情形做了测试：
1．目标机器网络正常的情况
可以连接到目标主机，并能成功以阻塞方式进行发包收包作业。
2．目标机器网络断开的情况
在等待设置的超时时间（上面的程序中为20秒）后，显示目标主机不能连接。
3．程序运行前断开目标机器网络，超时时间内，恢复目标机器的网络
在恢复目标主机网络连接之前，程序一只等待，恢复目标主机后，程序显示连接目标主机成功，并能成功以阻塞方式进行发包收包作业。
以上各种情况的测试结果表明，这种设置connect超时的方法是完全可行的。我自己是把这种设置了超时的connect封装到了自己的类库，用在一套监控系统中，到目前为止，运行还算正常。这种编程实现的connect超时比起修改系统参数的那种方法的有点就在于它只用于你的程序之中而不影响系统。