非阻塞connect的作用及代码示例

柔光的暖阳◎ 2022-08-04 16:36 134阅读 0赞

connect 函数的调用涉及到TCP连接的三次握手过程，通常阻塞的connect 函数会等待三次握手成功或失败后返回，0成功，-1失败。如果对方未响应，要隔6s，重发尝试，可能要等待75s的尝试并最终返回超时，才得知连接失败。即使是一次尝试成功，也会等待几毫秒到几秒的时间，如果此期间有其他事务要处理，则会白白浪费时间，而用非阻塞的connect 则可以做到并行，提高效率。

**而通常，非阻塞的connect 函数与 select 函数配合使用：在一个TCP套接口被设置为非阻塞之后调用connect，connect （函数本身返回-1）会立即返回EINPROGRESS或EWOULDBLOCK错误，表示连接操作正在进行中，但是仍未完成；同时TCP的三路握手操作继续进行；在这之后，我们可以调用select来检查这个链接是否建立成功。**

**       若建立连接成功，select的结果中该描述符可写；若失败，则可写可读，此时可以使用getsockopt获取错误信息。**

正常的三次握手时序：

![1366872464_4529.jpg][]

（以下内容转自[http://blog.163.com/li\_xiang1102/blog/static/60714076201110298170975/][http_blog.163.com_li_xiang1102_blog_static_60714076201110298170975]）

**非阻塞connect有三种用途：**  
1. 我们可以在三路握手的同时做一些其它的处理。connect 操作要花一个往返时间完成，而且可以是在任何地方，从几个毫秒的局域网到几百毫秒或几秒的广域网，在这段时间内我们可能有一些其他的处理想要执行；  
2. 可以用这种技术同时建立多个连接.在Web浏览器中很普遍；  
3. 由于我们使用select 来等待连接的完，因此我们可以给select设置一个时间限制，从而缩短connect 的超时时间。在大多数实现中，connect 的超时时间在75秒到几分钟之间。有时候应用程序想要一个更短的超时时间，使用非阻塞connect 就是一种方法。

非阻塞connect 听起来虽然简单，但是仍然有一些细节问题要处理：  
1. 即使套接口是非阻塞的。如果连接的服务器在同一台主机上，那么在调用connect 建立连接时，连接通常会立即建立成功，我们必须处理这种情况。  
2. 源自Berkeley的实现(和Posix.1g)有两条与select 和非阻塞IO相关的规则：  
  A. 当连接建立成功时，套接口描述符变成可写；  
  B. 当连接出错时，套接口描述符变成既可读又可写。

**处理非阻塞connect的步骤（重点）：**  
1. 创建socket，返回套接口描述符；  
2. 调用fcntl 把套接口描述符设置成非阻塞；  
3. 调用connect 开始建立连接；  
4. 判断连接是否成功建立。

判断连接是否成功建立：  
A. 如果connect 返回0，表示连接成功（服务器和客户端在同一台机器上时就有可能发生这种情况）；  
B. 调用select 来等待连接建立成功完成；  
     如果select 返回0，则表示建立连接超时。我们返回超时错误给用户，同时关闭连接，以防止三路握手操作继续进行下去。  
     如果select 返回大于0的值，则需要检查套接口描述符是否可写，如果套接口描述符可写，则我们可以通过调用getsockopt来得到套接口上待处理的错误（SO\_ERROR）。如果连接建立成功，这个错误值将是0；如果建立连接时遇到错误，则这个值是连接错误所对应的errno值（比如：ECONNREFUSED,ETIMEDOUT等）。

代码示例

int conn_nonb(int sockfd, const struct sockaddr_in *saptr, socklen_t salen, int nsec)
    {
        int flags, n, error, code;
        socklen_t len;
        fd_set wset;
        struct timeval tval;
    
        flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
        fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);
    
        error = 0;
        if ((n == connect(sockfd, saptr, salen)) == 0) {
            goto done;
        } else if (n < 0 && errno != EINPROGRESS){
            return (-1);
        }
    
        /* Do whatever we want while the connect is taking place */
    
        FD_ZERO(&wset);
        FD_SET(sockfd, &wset);
        tval.tv_sec = nsec;
        tval.tv_usec = 0;
    
        if ((n = select(sockfd+1, NULL, &wset, 
                        NULL, nsec ? &tval : NULL)) == 0) {
            close(sockfd);  /* timeout */
            errno = ETIMEDOUT;
            return (-1);
        }
    
        if (FD_ISSET(sockfd, &wset)) {
            len = sizeof(error);
            code = getsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &error, &len);
            /* 如果发生错误，Solaris实现的getsockopt返回-1，
             * 把pending error设置给errno. Berkeley实现的
             * getsockopt返回0, pending error返回给error. 
             * 我们需要处理这两种情况 */
            if (code < 0 || error) {
                close(sockfd);
                if (error) 
                    errno = error;
                return (-1);
            }
        } else {
            fprintf(stderr, "select error: sockfd not set");
            exit(0);
        }
    
    done:
        fcntl(sockfd, F_SETFL, flags);  /* restore file status flags */
        return (0);
    }

[1366872464_4529.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201304/25/1366872464_4529.jpg
[http_blog.163.com_li_xiang1102_blog_static_60714076201110298170975]: http://blog.163.com/li_xiang1102/blog/static/60714076201110298170975/