网络编程（七）网络超时检测

一、概念

介于阻塞和非阻塞之间，可以自己设置一个时间，在设置的时间内，如果没数据就阻塞等待，如果设置的时间到了还没数据，则立即切换为非阻塞。

二、实现方式

（一） 使用select实现超时检测

1. select函数补充说明：

#include 
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
          fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
	其中 最后一个参数 timeout 就是超时时间
    NULL 永久阻塞 直到就绪为止
    也可以使用下面的结构体指定超时时间
    struct timeval {
        long    tv_sec;         /* 秒 */
        long    tv_usec;        /* 微秒 */
    };
    如果结构体的两个成员都为 0  则表示非阻塞

返回值：
    成功 就绪的文件描述符个数
    失败 -1 重置错误码
    超时  0

• 注：
• select采用倒计时方式计时，如果在循环中使用，需要每次重置时间
• 超时时，select会返回0

2. 使用示例

#include 

int main(int argc, char const *argv[])
{
    if(3 != argc){
        printf("Usage:%s Ipv4 port\n",argv[0]);
        exit(-1);
    }
    //创建套接字
    int sockfd=0;
    if(-1 ==(sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))){
        ERR_LOG("socket error");
    }
    //填充结构体
    struct sockaddr_in serveraddr;
    serveraddr.sin_family=AF_INET;
    serveraddr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);
    serveraddr.sin_port=htons(atoi(argv[2]));
    socklen_t serverlen = sizeof(serveraddr);
    //绑定
    if(-1 == bind(sockfd,(struct sockaddr *)&serveraddr,serverlen)){
        ERR_LOG("bind error");
    }
    //开启监听
    if(-1 ==listen(sockfd,5)){
        ERR_LOG("listen error");
    }
    //创建集合
    fd_set readfds;
    FD_ZERO(&readfds);
    fd_set tempfds;
    FD_ZERO(&tempfds);
    int acceptfd=0;
    int max_fd=0;
    int ret=0;
    int i=0;
    int nbytes=0;
    char buff[128]={0};
    //将套接字加入集合
    FD_SET(sockfd,&readfds);
    max_fd=max_fd>sockfd?max_fd:sockfd;
    struct timeval tm;
    while(1){
        tm.tv_sec=5;
        tm.tv_usec=0;
        tempfds = readfds;
        if(-1 == (ret = select(max_fd+1,&tempfds,NULL,NULL,&tm))){
            ERR_LOG("select error");
        }else if(0 == ret){
            printf("已经五秒没有fd就绪了\n");
            continue;
        }
        printf("有fd就绪\n");
        //说明有fd就绪了，判断是不是sockfd
        for(i=3;i<max_fd+1 && 0<ret;i++){
            //先判断是不是这个fd就绪了
            if(FD_ISSET(i,&tempfds)){
                ret--;
                //判断就绪的fd是不是sockfd
                if(sockfd == i){//说明有新的客户端接入
                    if(-1 == (acceptfd = accept(i,NULL,NULL))){
                        ERR_LOG("accept error");
                    }
                    //将新的acceptfd加入集合
                    FD_SET(acceptfd,&readfds);
                    max_fd=max_fd>acceptfd?max_fd:acceptfd;
                    printf("用户[%d]连接\n",i);
                }else{//说明是已连接的客户端要通信
                    printf("接收到用户[%d]的消息\n",i);
                    if(-1 == (nbytes = recv(i,buff,sizeof(buff),0))){
                        ERR_LOG("recv error");
                    }else if(0 == nbytes){
                        printf("用户[%d]断开连接\n",i);
                        //从集合中删除
                        FD_CLR(i,&readfds);
                        close(i);
                        continue;
                    }
                    if(!strcmp(buff,"quit")){//用户退出
                        printf("用户[%d]退出\n",i);
                        //从集合中删除
                        FD_CLR(i,&readfds);
                        close(i);
                        continue;
                    }
                    //正常数据处理
                    printf("用户[%d]发送消息[%s]\n",i,buff);
                    strcat(buff,"T^T");
                    if(-1 == send(i,buff,sizeof(buff),0)){
                        ERR_LOG("send error");
                    }
                }
            }
        }
    } 
    close(sockfd);
    return 0;
}

3. 输出结果

（二） 使用setsockopt函数

1. 函数定义

#include 
#include 

int getsockopt(int sockfd, int level, int optname,
          void *optval, socklen_t *optlen);
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,
          const void *optval, socklen_t optlen);

功能：设置或者获取套接字属性
参数：
    sockfd：要操作的套接字
    level：选项的级别
        套接字API级别  SOL_SOCKET
        TCP级别       IPPROTO_TCP
        IP级别        IPPROTO_IP
    optname：选项的名字
        套接字API级别
            SO_BROADCAST  允许发送广播
            SO_RCVBUF     接收缓冲区的大小
            SO_SNDBUF     发送缓冲区的大小
            SO_RCVTIMEO   接收超时时间
                参数是一个 struct timeval 结构体
                如果超时了 调用会返回-1 错误码 为 EAGAIN
            SO_SNDTIMEO   发送超时时间
            SO_REUSEADDR  允许端口复用
        TCP级别
            TCP_NODELAY   关闭Nagle算法
        IP级别
            IP_ADD_MEMBERSHIP  设置加入多播组
    optval：选项的值，没有特殊说明时，一般是int型指针;1打开;0关闭
    optlen：optval的长度
返回值：
    成功 0
    失败  -1 重置错误码

• 注：如果参数没有特殊说明，一般是int型

2. 获取发送缓冲区和接收缓冲区的大小

#include 

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int sockfd=0;
    if(-1 == (sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))){
        ERR_LOG("socket error");
    }

    int snd_buff_size = 0;
    int snd_buff_size_len = sizeof(snd_buff_size);
    if(-1 == getsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,&snd_buff_size,&snd_buff_size_len)){
        ERR_LOG("getsockopt error");
    }
    printf("Sendbuff:%dKB\n",snd_buff_size/1024);
    
    int recv_buff_size = 0;
    int recv_buff_size_len = sizeof(recv_buff_size);
    if(-1 == getsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,&recv_buff_size,&recv_buff_size_len)){
        ERR_LOG("getsockopt error");
    }
    printf("Recvbuff:%dKB\n",recv_buff_size/1024);
    return 0;
}

输出结果：

• 注：默认 发送缓冲区16k，接收缓冲区128k。

3. 端口复用

int flag = 1;
if(-1 == setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, sizeof(flag)))
    ERR_LOG("setsockopt error");
//把上述代码加在  创建套接字之后 和 bind 之前即可

4. 设置超时时间

struct timeval tm;
tm.tv_sec = 5;
tm.tv_usec = 0;
if(-1 == setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tm, sizeof(tm)))
        ERR_LOG("setsockopt error");

当超时时，会立刻返回一个错误(EAGAIN)，可以检测错误码来决定如何处理。

注：由已经设置过超时时间的 sockfd 产生的 acceptfd 会继承超时属性，
如果想用一样的超时时间，就无需对 acceptfd 设置了；
如果不想用一样的时间，可以使用setsockopt函数对每个acceptfd单独设置

（三） alarm

1. 相关概念

2. sigaction