Linux系统编程(33)—— socket编程之TCP程序的错误处理
来源:互联网 发布:linux 禁用独显 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 15:18
上一篇的例子不仅功能简单,而且简单到几乎没有什么错误处理,我们知道,系统调用不能保证每次都成功,必须进行出错处理,这样一方面可以保证程序逻辑正常,另一方面可以迅速得到故障信息。
为使错误处理的代码不影响主程序的可读性,我们把与socket相关的一些系统函数加上错误处理代码包装成新的函数,做成一个模块wrap.c:
#include <stdlib.h>#include <errno.h>#include <sys/socket.h> void perr_exit(const char *s){ perror(s); exit(1);} int Accept(int fd, struct sockaddr *sa,socklen_t *salenptr){ intn; again: if( (n = accept(fd, sa, salenptr)) < 0) { if((errno == ECONNABORTED) || (errno == EINTR)) gotoagain; else perr_exit("accepterror"); } returnn;} void Bind(int fd, const struct sockaddr*sa, socklen_t salen){ if(bind(fd, sa, salen) < 0) perr_exit("bind error");} void Connect(int fd, const struct sockaddr*sa, socklen_t salen){ if(connect(fd, sa, salen) < 0) perr_exit("connecterror");} void Listen(int fd, int backlog){ if(listen(fd, backlog) < 0) perr_exit("listenerror");} int Socket(int family, int type, intprotocol){ intn; if( (n = socket(family, type, protocol)) < 0) perr_exit("socketerror"); returnn;} ssize_t Read(int fd, void *ptr, size_tnbytes){ ssize_tn; again: if( (n = read(fd, ptr, nbytes)) == -1) { if(errno == EINTR) gotoagain; else return-1; } returnn;} ssize_t Write(int fd, const void *ptr,size_t nbytes){ ssize_tn; again: if( (n = write(fd, ptr, nbytes)) == -1) { if(errno == EINTR) gotoagain; else return-1; } returnn;} void Close(int fd){ if(close(fd) == -1) perr_exit("closeerror");}
慢系统调用accept、read和write被信号中断时应该重试。connect虽然也会阻塞,但是被信号中断时不能立刻重试。对于accept,如果errno是ECONNABORTED,也应该重试。详细解释见参考资料。
TCP协议是面向流的,read和write调用的返回值往往小于参数指定的字节数。对于read调用,如果接收缓冲区中有20字节,请求读100个字节,就会返回20。对于write调用,如果请求写100个字节,而发送缓冲区中只有20个字节的空闲位置,那么write会阻塞,直到把100个字节全部交给发送缓冲区才返回,但如果socket文件描述符有O_NONBLOCK标志,则write不阻塞,直接返回20。为避免这些情况干扰主程序的逻辑,确保读写我们所请求的字节数,我们实现了两个包装函数readn和writen,也放在wrap.c中:
ssize_t Readn(int fd, void *vptr, size_t n){ size_t nleft; ssize_tnread; char *ptr; ptr= vptr; nleft= n; while(nleft > 0) { if( (nread = read(fd, ptr, nleft)) < 0) { if(errno == EINTR) nread= 0; else return-1; }else if (nread == 0) break; nleft-= nread; ptr+= nread; } returnn - nleft;} ssize_t Writen(int fd, const void *vptr,size_t n){ size_tnleft; ssize_tnwritten; constchar *ptr; ptr= vptr; nleft= n; while(nleft > 0) { if( (nwritten = write(fd, ptr, nleft)) <= 0) { if (nwritten < 0 && errno ==EINTR) nwritten= 0; else return-1; } nleft-= nwritten; ptr+= nwritten; } returnn;}
如果应用层协议的各字段长度固定,用readn来读是非常方便的。例如设计一种客户端上传文件的协议,规定前12字节表示文件名,超过12字节的文件名截断,不足12字节的文件名用'\0'补齐,从第13字节开始是文件内容,上传完所有文件内容后关闭连接,服务器可以先调用readn读12个字节,根据文件名创建文件,然后在一个循环中调用read读文件内容并存盘,循环结束的条件是read返回0。
字段长度固定的协议往往不够灵活,难以适应新的变化。比如,以前DOS的文件名是8字节主文件名加“.”加3字节扩展名,不超过12字节,但是现代操作系统的文件名可以长得多,12字节就不够用了。那么制定一个新版本的协议规定文件名字段为256字节怎么样?这样又造成很大的浪费,因为大多数文件名都很短,需要用大量的'\0'补齐256字节,而且新版本的协议和老版本的程序无法兼容,如果已经有很多人在用老版本的程序了,会造成遵循新协议的程序与老版本程序的互操作性(Interoperability)问题。如果新版本的协议要添加新的字段,比如规定前12字节是文件名,从13到16字节是文件类型说明,从第17字节开始才是文件内容,同样会造成和老版本的程序无法兼容的问题。
现在重新看看上一节的TFTP协议是如何避免上述问题的:TFTP协议的各字段是可变长的,以'\0'为分隔符,文件名可以任意长,再看blksize等几个选项字段,TFTP协议并没有规定从第m字节到第n字节是blksize的值,而是把选项的描述信息“blksize”与它的值“512”一起做成一个可变长的字段,这样,以后添加新的选项仍然可以和老版本的程序兼容(老版本的程序只要忽略不认识的选项就行了)。
因此,常见的应用层协议都是带有可变长字段的,字段之间的分隔符用换行的比用'\0'的更常见,例如本节后面要介绍的HTTP协议。可变长字段的协议用readn来读就很不方便了,为此我们实现一个类似于fgets的readline函数,也放在wrap.c中:
static ssize_t my_read(int fd, char *ptr){ staticint read_cnt; staticchar *read_ptr; staticchar read_buf[100]; if(read_cnt <= 0) { again: if( (read_cnt = read(fd, read_buf, sizeof(read_buf))) < 0) { if(errno == EINTR) gotoagain; return-1; }else if (read_cnt == 0) return0; read_ptr= read_buf; } read_cnt--; *ptr= *read_ptr++; return1;} ssize_t Readline(int fd, void *vptr, size_tmaxlen){ ssize_tn, rc; char c, *ptr; ptr= vptr; for(n = 1; n < maxlen; n++) { if( (rc = my_read(fd, &c)) == 1) { *ptr++= c; if(c == '\n') break; }else if (rc == 0) { *ptr= 0; returnn - 1; }else return-1; } *ptr = 0; returnn;}
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