网络编程中的超时检测

Posted 2020-08-23 专注it

我们在网络编程中常见的一种做法是：创建好套接字后以阻塞的方式读写，如果没有数据可读的话，程序会一直等待。事实上，网络状况一直不断变化，很有可能在通讯过程中出现网络连接断开。我们在程序中有必要对这种情况进行检测，从而及时做出响应。下面介绍几种常用的超时检测方法（假设我们要求通过套接字等待数据的最大时间为8秒）：

一、 设置套接字接收超时

setsockopt可以设置套接字的属性，其中包括接收超时时间。参考代码如下
        struct timeval tv; // 描述时间的结构体变量
        ……
        tv.tv_sec = 8;
        tv.tv_usec = 0;
        setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv, sizeof(tv));
        ……

二、 多路IO复用select

select 函数通常被用来实现多路IO复用，同样可以利用它来实现超时处理。参考代码如下：
        struct timeval tv; // 描述时间的结构体变量
        fdset rdfds; // 定义读描述符集合
        ……
        tv.tv_sec = 8;
        tv.tv_usec = 0;
        FD_ZERO(&rdfds);
        FD_SET(sockfd, &rdfds);
        if (select(sockfd+1, &rdfds, NULL, NULL, &tv) == 0)
        {
                超时处理
        }
        ……

三、 设置定时器

这种方法的原理是在从套接字接收数据之前先设置8秒钟的定时器。如果8秒钟内没有数据到来，内核产生的SIGALRM信号会中断当前的读操作。我们知道设置信号捕捉函数可以用signal函数或是sigaction函数。但这里只能使用sigaction函数，因为signal设置的信号处理函数执行完后会重新执行被中断的操作。参考代码如下：

void handler(int signo) // 自定义SIGALRM信号处理函数
        {
                return;
        }
        struct sigaction act; // 描述信号行为的变量
        ……
        sigaction(SIGALRM, NULL, &act); // 获取SIGALRM信号的属性
        act.sa_handler = handler; // 设置SIGALRM信号的处理函数
        act.sa_flags &= ~SA_RESTART; // 关闭重启被中断操作的选项
        sigaction(SIGALRM, &act, NULL); // 设置SIGALRM信号的属性
        alarm(8); // 设置8秒钟的定时器
        ……

虽然我们是以套接字的读操作为例，实际上在很多类似的情况中，大家都可以酌情采取上面介绍的方法。巧妙的运用所学知识会让你的程序更加灵活和人性化。

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