在涉及套接字IO超时的设置上有一下3种方法：
1、调用alarm，它在指定的时期满时产生SIGALRM信号。这个方法涉及信号的处理，而信号处理在不同的实现上存在差异，而且可能干扰进程中现有的alarm调用。
程序大概框架如下所示，如果read在5s内被SIGALRM信号中断而返回，则表示超时，否则未超时已读取到数据则取消闹钟。为了在超时时中断read函数，可以用信号处理函数来捕捉SIGALRM信号。
void handler(int sig) { return 0; //只是用来中断read函数，不需要进行处理 } signal(SIGALRM,handler); alarm(5); //开启闹钟 int ret =read(fd,buf,sizeof(buf)); if(ret==-1 && errno == EINTR) //read被超时中断 { errno = ETIMEDOUT; } else if (ret>0) //读到数据 { alarm(0); //关闭闹钟 }
2、使用SO_RCVTIMEO和SO_SNDTIMEO两个套接字选项。此方法的问题在于并非所有的实现都支持这两个套接字选项。此种方法仅适用于套接字描述符。
struct timeval timeout={3,0}; //设置超时时间为3秒 setsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,(char*)&timeout,sizeof(struct timeval)); //设置套接字选项 int ret=read(fd,buf,sizeof(buf)); if(ret==-1 && errno == EWOULDBLOCK) //IO超时中断 errno = ETIMEDOUT; .................
3、在select中阻塞等待的IO（select有内置的时间限制），以此代替直接阻塞在read和write调用上。
(1)利用select封装read超时函数
如果 read_timeout(fd, 0); 则表示不检测超时，函数直接返回为0，此时再调用read 将会阻塞。
当wait_seconds 参数大于0，则进入if 括号执行，将超时时间设置为select函数的超时时间结构体，select会阻塞直到检测到事件发生或者超时。如果select返回-1且errno 为EINTR，说明是被信号中断，需要重启select；如果select返回0表示超时；如果select返回1表示检测到可读事件；否则select返回-1 表示出错。
/** *read_timeout 读超时检测函数，不含读操作 * fd：文件描述符 *wait_seconds：等待超时秒数，如果为0则表示不检测超时 *成功（未超时）返回0，失败返回-1，超时返回-1并且errno=ETIMEDOUT */ int read_timeout(int fd,unsigned int wait_seconds) { int ret=0; //默认为0，当wait_seconds==0时，不检测直接返回0 if(wait_seconds>0) //需要检测超时 { fd_set read_fdset; //描述符集合 struct timeval timeout; //超时时间 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); /*select会阻塞直到检测到事件或则超时，如果超时，select会返回0， 如果检测到事件会返回1，如果异常会返回-1，如果是由于信号中断引起的异常errno==EINTR*/ }while(ret<0 && errno == EINTR); //如果是有信号引起的异常则继续阻塞select，直到检测到事件或则超时 if(ret==0) //select超时退出 { ret=-1; errno= ETIMEDOUT; } else if(ret==1) //select检测到可读事件 ret= 0; } return ret; }
测试程序框架
/***********测试程序***************/ int ret; ret=read_timeout(fd,5); if(ret==0) //检测到套接字可读 { read(fd,......); //进行读套接字的操作 } else if(ret==-1 && errno == ETIMEDOUT) //超时即指定事件内为检测到套接字可读 { timeout.......... ; //进行超时处理 } else { ERR_EXIT("read_timeout"); //进行错误处理 }
（2）利用select封装write超时函数
write超时函数的封装与read超时函数的封装基本一样，不同的只是把文件描述符加入到写集合write_fdset中，其关心的只是写事件。
/** *write_timeout 写超时检测函数，不含写操作 * fd：文件描述符 *wait_seconds：等待超时秒数，如果为0则表示不检测超时 *成功（未超时）返回0，失败返回-1，超时返回-1并且errno=ETIMEDOUT */ int write_timeout(int fd,unsigned int wait_seconds) { int ret=0; //默认为0，当wait_seconds==0时，不检测直接返回0 if(wait_seconds>0) //需要检测超时 { fd_set write_fdset; //描述符集合 struct timeval timeout; //超时时间 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); /*select会阻塞直到检测到事件或则超时，如果超时，select会返回0， 如果检测到事件会返回1，如果异常会返回-1，如果是由于信号中断引起的异常errno==EINTR*/ }while(ret<0 && errno == EINTR); //如果是有信号引起的异常则继续阻塞select，直到检测到事件或则超时 if(ret==0) //select超时退出 { ret=-1; errno= ETIMEDOUT; } else if(ret==1) //select检测到可写事件 ret= 0; } return ret; }
测试代码
/***********测试程序***************/ int ret; ret=write_timeout(fd,5); if(ret==0) //检测到描述符可写 { write(fd,......); //进行写描述符的操作 } else if(ret==-1 && errno == ETIMEDOUT) //超时即指定事件内为检测到套接字可写 { timeout.......... ; //进行超时处理 } else { ERR_EXIT("read_timeout"); //进行错误处理 }
（3）accept超时函数的封装
accept超时函数是带超时的accept 函数，如果能从if (wait_seconds > 0) 括号执行后向下执行，说明select 返回为1，检测到已连接队列不为空，此时再调用accept 不再阻塞，当然如果wait_seconds == 0 则像正常模式一样，accept 阻塞等待，注意，accept 返回的是已连接套接字。
/** *accept_timeout 带超时的accept函数 *fd：文件描述符 *addr 输出参数，accept返回的对等方的地址结构 *wait_seconds：等待超时秒数，如果为0则表示正常模式 *成功（未超时）返回已连接的套接字，失败返回-1，超时返回-1并且errno=ETIMEDOUT */ int accept_timeout(int fd,struct sockaddr_in *addr,unsigned int wait_seconds) { int ret=0; //默认为0，当wait_seconds==0时，不检测直接返回0 socklen_t addrlen =sizeof(struct sockaddr_in); if(wait_seconds>0) //需要检测超时 { fd_set accept_fdset; //描述符集合 struct timeval timeout; //超时时间 FD_ZERO(&accept_fdset); FD_SET(fd,&accept_fdset); timeout.tv_sec = wait_seconds; timeout.tv_usec = 0; do { ret=select(fd+1,&accept_fdset,NULL,NULL，&timeout); /*select会阻塞直到检测到事件或则超时，如果超时，select会返回0， 如果检测到事件会返回1，如果异常会返回-1，如果是由于信号中断引起的异常errno==EINTR*/ }while(ret<0 && errno == EINTR); //如果是有信号引起的异常则继续阻塞select，直到检测到事件或则超时 if(ret==-1) //失败 { return -1; } if(ret==0) //select超时退出 { errno= ETIMEDOUT; return -1; } } //select在指定时间内检测到套接字可连接即三次握手完成或者不需要select检测 if(addr!=NULL) { ret=accept(fd,(struct sockaddr *)addr,&addr); } else { ret=accept{fd,NULL,NULL}; } if (ret==-1) //连接失败 ERR_EXIT("accept"); return ret; //返回连接的套接字 }
（4）connect超时函数的封装
在调用connect前需要使用fcntl 函数将套接字标志设置为非阻塞，如果网络环境很好，则connect立即返回0，不进入if 大括号执行；如果网络环境拥塞，则connect返回-1且errno == EINPROGRESS，表示正在处理。此后调用select与前面3个函数类似，但这里关注的是可写事件，因为一旦连接建立，套接字就可写。还需要注意的是当select 返回1，可能有两种情况，一种是连接成功，一种是套接字产生错误，由这里可知，这两种情况都会产生可写事件，所以需要使用getsockopt来获取一下。退出之前还需重新将套接字设置为阻塞。
/** * activiate_nonblock 设置IO为非阻塞模式 * fd 文件描述符 */ void activiate_nonblock(int fd) { int ret; int flags = fcntl(fd,F_GETFL); //获取fd的当前标记 if(flags == -1) ERR_EXIT("fcntl"); flags |= O_NONBLOCK; //与新标记逻辑或 ret = fcntl(fd,F_SETFL,flags); //设置标记 if(ret == -1) ERR_EXIT("fntl"); } /** * deactiviate_nonblock 设置IO为阻塞模式 * fd 文件描述符 */ void deactiviate_nonblock(int fd) { int ret; int flags = fcntl(fd,F_GETFL); //获取fd的当前标记 if(flags == -1) ERR_EXIT("fcntl"); flags &=~O_NONBLOCK; //与新标记逻辑与 ret = fcntl(fd,F_SETFL,flags); //设置标记 if(ret == -1) ERR_EXIT("fntl"); } /** *connect_timeout 带超时的accept函数 *fd：文件描述符 *addr 要连接的对等方的地址结构 *wait_seconds：等待超时秒数，如果为0则表示正常模式 *成功（未超时）返回0，失败返回-1，超时返回-1并且errno=ETIMEDOUT */ int connect_timeout(int fd,struct sockaddr_in *addr,unsigned int wait_seconds) { int ret=0; //默认为0，当wait_seconds==0时，不检测直接返回0 socklen_t addrlen =sizeof(struct sockaddr_in); if(wait_seconds>0) //需要检测超时 activiate_nonblock(fd); //设置套接字为非阻塞模式 ret=connect(fd,(struct sockaddr*)addr,addrlen); if(ret<0 && errno == EINPROGRESS) //连接失败而且是因为连接正在处理中 { fd_set connect_fdset; //描述符集合 struct timeval timeout; //超时时间 FD_ZERO(&connect_fdset); FD_SET(fd,&connect_fdset); timeout.tv_sec = wait_seconds; timeout.tv_usec = 0; do { /*一旦连接建立，套接字就处于可写的状态*/ ret=select(fd+1,NULL,connect_fdset,NULL，&timeout); /*select会阻塞直到检测到事件或则超时，如果超时，select会返回0， 如果检测到事件会返回1，如果异常会返回-1，如果是由于信号中断引起的异常errno==EINTR*/ }while(ret<0 && errno == EINTR); //如果是有信号引起的异常则继续阻塞select，直到检测到事件或则超时 if(ret==-1) //失败 { return -1; } else if(ret==0) //select超时退出 { errno= ETIMEDOUT; return -1; } else if(ret==1) { /*ret为1有两种情况，一种是连接建立成功，一种是套接字产生错误 此时错误信息不回保存在errno变量中，因此，需要调用getsockopt函数来获取。*/ int err; socklen_t socklen = sizeof(err); int sockoptret = getsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_ERROR,&err,&socklen);//获取套接字的错误放在err中 if(sockoptret == -1) //调用getsockopt失败 { return -1; } if(err==0) //表示没有错误即套接字建立连接成功 ret=0; else //套接字产生错误 { errno=err; ret=-1; } } } if(wait_seconds>0) { deactiviate_nonblock(fd); //重新将套接字设为阻塞模式 } return ret; }
connect超时测试程序
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<string.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<sys/un.h> #include<sys/wait.h> //*进程用的头文件*/ #include<netinet/in.h> #include<arpa/inet.h> #include <unistd.h> //fcntl的头文件 #include <fcntl.h> #include <sys/time.h> #define MAXBYTEMUN 1024 /** * activiate_nonblock 设置IO为非阻塞模式 * fd 文件描述符 */ void activiate_nonblock(int fd) { int ret; int flags = fcntl(fd,F_GETFL); //获取fd的当前标记 if(flags == -1) perror("fcntl"); flags |= O_NONBLOCK; //与新标记逻辑或 ret = fcntl(fd,F_SETFL,flags); //设置标记 if(ret == -1) perror("fntl"); } /** * deactiviate_nonblock 设置IO为阻塞模式 * fd 文件描述符 */ void deactiviate_nonblock(int fd) { int ret; int flags = fcntl(fd,F_GETFL); //获取fd的当前标记 if(flags == -1) perror("fcntl"); flags &=~O_NONBLOCK; //与新标记逻辑与 ret = fcntl(fd,F_SETFL,flags); //设置标记 if(ret == -1) perror("fntl"); } /** *connect_timeout 带超时的accept函数 *fd：文件描述符 *addr 要连接的对等方的地址结构 *wait_seconds：等待超时秒数，如果为0则表示正常模式 *成功（未超时）返回0，失败返回-1，超时返回-1并且errno=ETIMEDOUT */ int connect_timeout(int fd,struct sockaddr_in *addr,unsigned int wait_seconds) { int ret=0; //默认为0，当wait_seconds==0时，不检测直接返回0 socklen_t addrlen =sizeof(struct sockaddr_in); if(wait_seconds>0) //需要检测超时 activiate_nonblock(fd); //设置套接字为非阻塞模式 ret=connect(fd,(struct sockaddr*)addr,addrlen); if(ret<0 && errno == EINPROGRESS) //连接失败而且是因为连接正在处理中 { fd_set connect_fdset; //描述符集合 struct timeval timeout; //超时时间 FD_ZERO(&connect_fdset); FD_SET(fd,&connect_fdset); timeout.tv_sec = wait_seconds; timeout.tv_usec = 0; do { /*一旦连接建立，套接字就处于可写的状态*/ ret=select(fd+1,NULL,connect_fdset,NULL，&timeout); /*select会阻塞直到检测到事件或则超时，如果超时，select会返回0， 如果检测到事件会返回1，如果异常会返回-1，如果是由于信号中断引起的异常errno==EINTR*/ }while(ret<0 && errno == EINTR); //如果是有信号引起的异常则继续阻塞select，直到检测到事件或则超时 if(ret==-1) //失败 { return -1; } else if(ret==0) //select超时退出 { errno= ETIMEDOUT; return -1; } else if(ret==1) { /*ret为1有两种情况，一种是连接建立成功，一种是套接字产生错误 此时错误信息不回保存在errno变量中，因此，需要调用getsockopt函数来获取。*/ int err; socklen_t socklen = sizeof(err); int sockoptret = getsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_ERROR,&err,&socklen);//获取套接字的错误放在err中 if(sockoptret == -1) //调用getsockopt失败 { return -1; } if(err==0) //表示没有错误即套接字建立连接成功 ret=0; else //套接字产生错误 { errno=err; ret=-1; } } } if(wait_seconds>0) { deactiviate_nonblock(fd); //重新将套接字设为阻塞模式 } return ret; } /***********测试程序***************/ int main(int argc,char *argv[]) { int sock_fd,numbytes,maxfd,fd_stdin,nready; // char buf[MAXBYTEMUN]; struct hostent; struct sockaddr_in client_addr;//客户机的地址信息 ssize_t ret; char recvbuf[1024]={'0'},sendbuf[1024]={'0'}; fd_set rset; int stdineof; if(argc!=2) { fprintf(stderr,"usage: client IPAddress "); //执行客户端程序时，输入客户端程序名称和其IP地址 exit(1); } /*创建套接字*/ sock_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//采用IPv4协议 if(sock_fd==-1) { perror("creat socket failed"); exit(1); } /*服务器地址参数*/ client_addr.sin_family=AF_INET; client_addr.sin_port=htons(3490); client_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]); bzero(&client_addr.sin_zero,sizeof(struct sockaddr_in));//bzero位清零函数，将sin_zero清零，sin_zero为填充字段，必须全部为零 /*连接到服务器*/ ret=connect_timeout(sock_fd,(struct sockaddr*)&client_addr,5) if(ret==-1 && errno ==ETIMEDOUT) { perror("connect timedout "); exit(1); } else if(ret==-1) perror("connect error ") if((numbytes=recv(sock_fd,recvbuf,MAXBYTEMUN,0))==-1) { perror("receive failed"); exit(1); } recvbuf[numbytes]=' ';//在字符串末尾加上 ，否则字符串无法输出 printf("Received: %s ",recvbuf); return 0; }
因为是在本机上测试，所以不会出现超时的情况，但出错的情况还是可以看到的，比如不要启动服务器端程序，而直接启动客户端程序，会报错如下
在connect_timeout函数里面打印输出信息，可以跟踪程序的执行
同样只开启客户端程序会出现如下结果
如果开启服务端之后在开启客户端，出现如下结果
根据这些打印输出的结果可以看到connect_timeout函数的执行路劲