select实现超时（套接字IO超时设置）

ゞ浴缸里的玫瑰 2021-12-07 01:29 540阅读 0赞

实现超时的三种方式:

1、SIGALARM信号

void handler(int sig)

return 0;

signal(SIGALRM,handler);

alarm(5);

int ret=read(fd, buf, sizeof(buf)); //可能会被打断

if(ret==-1 && errno == EINTR)

errno=ETIMEOUT;

else if (ret>=0)

alarm(0);

2、

setsockopt(sock, SOL\_SOCKET, SO\_RCVTIMEO, 5);

int ret=read(sock, buf, sizeof(buf)); //超时返回-1

if(ret==-1&&errno==EWOULDBLOCK)

...

3、select（用select实现超时）

1、read\_timeout 函数封装

2、write\_timeout函数封装

3、accept\_timeot函数封装

4、connect\_timeout函数封装

/*
    select实现超时检测函数
    */
    #include<sysutil.h>
    
    //测试代码
    int ret;
    ret=read_timeout(fd,5);
    if(ret==0)
    {
        read(fd,...); //不会阻塞
    }
    else if(ret==-1&&errno==ETIMEDOUT)
    {
        timeout...
    }
    else
    {
        ERR_EXIT("red_timeout");
    }
    /**
    *read_timeout读超时检测函数，不含读操作
    *wait_seconds 等待超时秒数。如果为0，不检测超时
    *成功（返回0，未超时），失败返回-1（超时）并且errno=ETIMDEOUT
    *仅仅检测IO是否产生了超时。
    */
    int read_timeout(int fd,unsigned int wait_seconds)
    {
        int ret=0;
        if(wait_seconds>0)
        {
            fd_set read_fdset;
            struct timeval timeout;
            FD_ZERO(&read_fdset);
            FD_SET(fd,&read_fdset);
            
            timeout.tv_sec=wait_seconds;
            timeout.tv_usec=0;
            do
            {
                ret=select(fd+1,&read_fdset,NULL,NULL,&timeout);
            }while(ret<0&&errno==EINTR);
                
            if(ret==0)//无事件可读，超时
            {
                ret=-1;
                errno=ETIMEDOUT;
            }
            else if(ret==1)//检测到一个可读事件
                ret=0;
        }
        
        return ret;//wait_seconds==0 直接返回
    }
    
    /*
    写超时检测函数,不含写操作
    成功未超时返回0，失败超时返回-1且errno=ETIMEDOUT
    */
    int write_timeout(int fd,unsigned int wait_seconds)
    {
        int ret=0;
        if(wait_seconds>0)
        {
            fd_set write_fdset;
            struct timeval timeout;
            FD_ZERO(&write_fdset);
            FD_SET(fd,&write_fdset);
            
            timeout.tv_sec=wait_seconds;
            timeout.tv_usec=0;
            do
            {
                ret=select(fd+1,NULL,&write_fdset,NULL,&timeout);
            }while(ret<0&&errno==EINTR);
                
            if(ret==0)//超时
            {
                ret=-1;
                errno=ETIMEDOUT;
            }
            else if(ret==1)//检测到一个事件
                ret=0;
        }
        
        return ret;//wait_seconds==0 直接返回
    }
    
    /*
    accept_timeout 带超时的accept函数（包含accept操作）...select在如果是监听套接口(服务器)，已完成连接队列不为空时返回
    fd:套接字
    addr:输出参数,返回对方地址
    wait_seconds:等待返回的秒数。如果为0表示正常模式
    成功未超时返回已连接套接字，超时返回-1并且errno=ETIMEDOUT
     int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
    */
    int accept_timeout(int fd,struct sockaddr_in * addr,unsigned int wait_seconds)
    {
        int ret;
        socklen_t addrlen=sizeof(sockaddr_in);
        if(wait_seconds>0)
        {
            fd_set accept_fdset;
            struct timeval timeout;
            FD_ZERO(&accept_fdset);
            FD_SET(fd,&accept_fdset);
            timeout.tv_sev=wait_seconds;
            timeout.tv_usec=0;
            do
            {
                ret=select(fd+1,&accept_set,NULL,NULL,&timeout);
            }while(ret==-1&&errno==EINTR);
            
            if(ret==-1)
                return -1;
            else if(ret==0)
            {    
                errno=ETIMEDOUT;
                return -1;
            }
        }
        if(addr!=NULL)
            ret=accept(fd,(struct sockaddr *)addr,&addrlen);
        else 
            ret=accept(fd,NULL,NULL);
        if(ret==-1)
            ERR_EXIT("accept error");
        return ret;
    }
    
    /**连接建立三次时，客户端收到ack返回。一次握手往返的时间称为RTT,三次握手 时若有拥塞，系统默认connect返回时间75s超时
       连接超时函数
    *connect:建立三次握手时connect在服务器返回确认时就返回了。设定自己的连接超时时间。
    *fd:套接字
    *addr:要连接的对端服务器地址
    *wait_seconds:等待超时秒数，如果为0表示正常模式
    *成功(未超时)返回0，失败超时返回-1，并且errno=ETIMEDOUT
    **/
    //将套接口设置为非阻塞模式，防止直接调用connect阻塞
    void activate_nonblock(int fd)
    {
        int ret;
        int flags=fcntl(fd,F_GETFL);
        if(flags==-1)
            ERR_EXIT("fcntl error");
        flags|=O_NONBLOCK;//添加非阻塞模式
        ret=fcntl(fd,F_SETFL,flags);
        if(ret==-1)
            ERR_EXIT("fcntl error");
    }
    //将套接口还原为阻塞模式
    void deactivate_nonblock(int fd)
    {
        int ret;
        int flags=fcntl(fd,F_GETFL);
        if(flags==-1)
            ERR_EXIT("fcntl");
        flags&=~O_NONBLOCK;
        ret=fcntl(fd,F_SETFL,flags);
        if(ret==-1)
            ERR_EXIT("fcntl");
    }
    int connect_timeout(int fd,struct sockadd_in * addr,unsigned int wait_seconds)
    {
        int ret;
        socklen_t addrlen=sizeof(struct sockaddr_in);
        if(wait_seconds>0)
            activate_nonblock(fd);//将套接口设置为非阻塞
        ret=connect(fd,(struct sockaddr *)addr,addrlen);//已经将套接口设置为非阻塞了，如果不能够立即连接成功，则直接返回EINPROGRESS错误。
        if(ret<0&&errno==EINPROGRESS)//连接正在处理。处理超时
        {
            fd_set connect_fdset;//可写事件集合
            struct timeval timeout;
            FD_ZERO(&connect_fdset);
            FD_SET(fd,&connect_fdset);
            timeout.tv_sec=wait_seconds;
            timeout.tv_usec=0;
            do
            {
                //一旦connect建立连接，套接口就可以写了。
                ret=select(fd+1,NULL,&connect_fdset,NULL,&timeout);
            
            }while(ret<0&&errno==EINTR)
            if(ret==0)
            {
                ret=-1;
                errno=ETIMEDOUT;
            }
            else if(ret<0)
            {
                return -1;
            }
            else if(ret==1)
            {    
                /*ret返回1，可能有两种情况。一种是fd有事件发生，connect建立连接可写了。
                *另一种情况是套接字本身产生错误.套接口上发生一个错误待处理，错误可以通过getsockopt指定SO_ERROR选项来获取
                *但是select函数没有出错，所以错误信息不能保存到errno
                *变量中。只有通过getsockopt来获取套接口fd的错误。
                */
                int err;
                socklen_t socklen=sizeof(err);
                int sockoptret=getsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_ERROR,&err,&socklen);//成功返回0，错误返回-1
                if(sockoptret==-1)
                {
                    return -1;
                }
                if(err==0)//套接字没有错误
                    ret=0;//返回0成功未超时
                else//套接字产生错误
                {
                    errno=err;//套接字错误代码
                    ret=-1;
                }
            }
                
        }
    　　//网络状况良好，直接成功了，返回ret==0
        if(wait_seconds>0)
        {
            deactivate_nonblock(fd);//重置为阻塞
        }
        return ret;
    }

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