Linux，套接字，非阻塞连接答案

【问题标题】：Linux, sockets, non-blocking connectLinux，套接字，非阻塞连接
【发布时间】：2013-07-20 03:33:44
【问题描述】：

我想创建一个非阻塞连接。像这样：

socket.connect(); // returns immediately

为此，我使用了另一个线程，一个无限循环和 Linux epoll。像这样（伪代码）：

// in another thread
{
  create_non_block_socket();
  connect();

  epoll_create();
  epoll_ctl(); // subscribe socket to all events
  while (true)
  {
    epoll_wait(); // wait a small time(~100 ms)
    check_socket(); // check on EPOLLOUT event
  }
}

如果我先运行服务器，然后运行客户端，则一切正常。如果我先运行客户端，稍等片刻，运行服务器，然后客户端无法连接。

我做错了什么？也许它可以做得不同？

【问题讨论】：

如果你正在提升另一个线程来执行连接，你为什么要异步进行呢？另外，也可以把剩下的通讯录放在那里。
好吧，没有epoll和非阻塞怎么办？如果我只是调用 connect() 那么它将阻塞并等待连接（我是对的吗？）。但是如果我想把这个连接线程加入主线程，我不能这样做，因为连接线程会处于阻塞状态。对不起，如果我错了。
这不是“异步”。这是非阻塞的。

标签： c linux sockets asynchronous epoll

【解决方案1】：

您应该使用以下步骤进行异步连接：

用socket(..., SOCK_NONBLOCK, ...)创建套接字
开始与connect(fd, ...)的连接
如果返回值既不是0也不是EINPROGRESS，则错误中止
等到fd 发出准备输出的信号
用getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, ...)检查socket的状态
完成

没有循环——除非你想处理EINTR。

如果首先启动客户端，您应该会在最后一步看到错误ECONNREFUSED。如果发生这种情况，请关闭套接字并从头开始。

如果不查看更多详细信息，很难判断您的代码有什么问题。我想，您不会因check_socket 操作中的错误而中止。

【讨论】：

我知道这是一条旧评论，但我只想指出，我必须等待读取才能捕获 ETIMEDOUT。这发生在未返回 SYN 响应时。如果我只等待写入，那么套接字将从 netstat 中消失（从 SYN_SENT 状态），但我不会收到关于套接字可写以调用 getsockopt 并找到 ETIMEDOUT 的通知。我还在连接到 getsockopt 后立即添加了一个调用，以查看在轮询之前是否有任何立即可用的错误。
@DreamWarrior：这很奇怪。查看connect(2) 和connect(3) 并搜索poll。两个手册页都声明，您应该等待指示，socket 是 writable。您能否提供一个显示意外行为的最小示例？
@DreamWarrior：我无法重现您描述的问题。我写了一个最小的test program，它使用POLLOUT正确报告ETIMEDOUT。
这不是一个“异步连接”。这是一个非阻塞连接。鉴于程序除了等待成功或失败之外什么都不做，这种方法完全是徒劳的。更重要的是在阻塞模式下进行连接，然后然后恢复为非阻塞，如果有的话。
当getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, ...)返回0时，so_error中为0，这并不表示socket已经连接。这意味着到目前为止没有发生错误。在这种特定情况下，您需要调用getpeername()，如果getpeername() 返回0，则表示套接字已连接。如果套接字未连接，getpeername() 将返回 -1，并在 errno 中显示 ENOTCONN。 getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, ...) 可以通知您连接被拒绝，但不能通知您连接的套接字。您需要使用getpeername() 或其他方式确保套接字已连接。

【解决方案2】：

有几种方法可以测试非阻塞连接是否成功。

首先调用getpeername()，如果失败并出现错误ENOTCONN，则连接失败。然后使用 SO_ERROR 调用 getsockopt 以获取套接字上的未决错误
调用read，长度为0。如果读取失败，则连接失败，read的errno表示连接失败的原因；如果连接成功，read 返回 0
再次调用connect；如果 errno 是 EISCONN，则连接已经连接并且第一次连接成功。

参考：UNIX 网络编程 V1

【讨论】：

请注意：read() man page 说：“如果 count 为零，read() 可能 i> 检测以下描述的错误。如果没有任何错误，或者如果 read() 不检查错误，则返回计数为 0 的 read()零，没有其他影响。”因此，它可能检测到错误。

【解决方案3】：

D. J. Bernstein 收集了各种方法来检查异步 connect() 调用是否成功。其中许多方法在某些系统上确实存在缺陷，因此为此编写可移植代码是出乎意料的困难。如果有人想了解所有可能的方法及其缺点，check out this document。

对于那些只想要 tl;dr 版本的人，最便携的方式如下：

一旦系统将套接字通知为可写，首先调用getpeername() 以查看它是否连接。如果该调用成功，则套接字已连接，您可以开始使用它。如果该调用以ENOTCONN 失败，则连接失败。要找出它失败的原因，请尝试从套接字read(fd, &ch, 1) 读取一个字节，这也会失败，但你得到的错误是你从connect() 得到的错误，如果它不是非阻塞的。

【讨论】：