【整理】Socket编程之非阻塞connect(一)

简介:


非阻塞 connect:

      在 TCP socket 被设置为非阻塞的情况下调用 connect ,若没有立即返回成功,则会返回 -1 以及 errno =    EINPROGRESS 的   错误,其表示连接操作正在进行中,但是尚未完成,与此同时 TCP 三次握手操作会同时进行。在这之后,我们可以通过调用 select 来检查这个链接是否建立成功。 

非阻塞 connect 的三种用途:  
  • 可以在 TCP 三次握手的同时做一些其它的处理。connect 操作需要一个往返时间才能完成,从几个毫秒(局域网)到几百毫秒或几秒(广域网)。在这段时间内我们可能有一些其他的处理想要同时执行; 
  • 可以用这种技术同时建立多个连接。在 Web 浏览器中很普遍; 
  • 由于我们使用 select 来等待连接的完成,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(linux 内核中对 connect 的超时限制是 75 秒)。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.即使套接字是非阻塞的,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 的实现有两条与 select 和非阻塞 I/O 相关的规则: 
    A) 当连接建立成功时,套接口描述符变成  可写   (连接建立时,写缓冲区空闲,所以可写)   ; 
    B) 当连接建立出错时,套接口描述符变成  既可读又可写   (由于有未决的错误,从而可读又可写)    

注意:当一个套接口出错时,它会被 select 调用标记为既可读又可写。 
非阻塞 connect 有这么多好处,但是处理非阻塞 connect 时会遇到很多【可移植性问题】。 

处理非阻塞 connect 的步骤:  
第一步,创建 socket,返回套接字描述符; 
第二步,调用 fcntl 或 ioctlsocket 把套接口描述符设置成非阻塞; 
第三步,调用 connect 开始建立连接; 
第四步,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 来判定连接建立的是否成功; 
       如果 select 返回 0 ,则表示在 select 的超时时间内未能成功建立连接;我们需要返回超时错误给用户,同时关闭连接,以防止 TCP 三次握手继续进行下去; 
       如果 select 返回大于 0 的值,则说明检测到可读或可写或异常的套接字描述符存在;此时我们可以通过调用 getsockopt 来检测集合中的套接口上是否存在待处理的错误,如果连接建立是成功的,则通过 getsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_ERROR,(char *)&error,&len) 获取的 error 值将是 0 ,如果建立连接时遇到错误,则 error 的值是连接错误所对应的 errno 值,比如 ECONNREFUSED,ETIMEDOUT 等。 

============= 
      “读取套接口上的错误”是遇到的【第一个可移植性问题】:如果出现问题,getsockopt 源自 Berkeley 的实现是返回 0 ,等待处理的错误在变量 errno 中返回;但是 Solaris 会让 getsockopt 返回 -1 ,errno 置为待处理的错误。我们对这两种情况都要处理。 

      这样,在处理非阻塞 connect 时,在不同的套接口实现的平台中存在的移植性问题。首先,有可能在调用 select 之前,连接就已经建立成功,而且对方的数据已经到来。在这种情况下,连接成功时套接口将既可读又可写,这和连接失败时是一样的。这个时候我们还得通过 getsockopt 来读取错误值。这是【第二个可移植性问题】。 
============= 

移植性问题总结    
  1. 对于出错的套接口描述符,getsockopt 的返回值源自 Berkeley 的实现是返回 0 ,待处理的错误值存储在 errno 中;而源自 Solaris 的实现是返回 -1 ,待处理的错误存储在 errno 中。(套接口描述符出错时调用 getsockopt 的返回值不可移植) 
  2. 有可能在调用 select 之前,连接就已经建立成功,而且对方的数据已经到来,在这种情况下,套接口描述符是既可读又可写,这与套接口描述符出错时是一样的。(怎样判断连接是否建立成功的条件不可移植) 

这样的话,在我们判断连接是否建立成功的条件不唯一时,我们可以有以下的方法来解决这个问题: 
  1. 调用获取对端 socket 地址的 getpeername 代替 getsockopt 。如果调用 getpeername 失败,getpeername 返回 ENOTCONN ,表示连接建立失败,之后我们必须再以 SO_ERROR 调用 getsockopt 得到套接口描述符上的待处理错误; 
  2. 调用 read ,读取长度为 0 字节的数据。如果连接建立失败,则 read 会返回 -1 ,且相应的 errno 指明了连接失败的原因;如果连接建立成功,read 应该返回 0 。 
  3. 再调用一次 connect 。它应该失败,如果错误 errno 是 EISCONN ,就表示套接口已经建立,而且第一次连接是成功的;否则,连接就是失败的。 

被中断的 connect   
       如果在一个阻塞式套接口上调用 connect ,在 TCP 的三次握手操作完成之前被中断了,比如说被捕获的信号中断,将会发生什么呢?假定 connect 不会自动重启,它将返回 EINTR 。那么这个时候,我们就不能再调用 connect 等待连接建立完成了,如果再次调用 connect 来等待连接建立完成的话,connect 将会返回错误值 EADDRINUSE 。在这种情况下,应该做的是调用 select ,就像在非阻塞式 connect 中所做的一样。然后 select 在连接建立成功(使套接口描述符可写)或连接建立失败(使套接口描述符既可读又可写)时返回。 

=================== 
目录
相关文章
|
1月前
|
网络协议 测试技术 网络安全
Python编程-Socket网络编程
Python编程-Socket网络编程
|
2月前
|
关系型数据库 MySQL 数据库
docker启动mysql多实例连接报错Can’t connect to local MySQL server through socket ‘/var/run/mysqld/mysqld.sock’
docker启动mysql多实例连接报错Can’t connect to local MySQL server through socket ‘/var/run/mysqld/mysqld.sock’
167 0
|
4月前
|
网络协议 开发者 Python
深度探索Python Socket编程:从理论到实践,进阶篇带你领略网络编程的魅力!
【7月更文挑战第25天】在网络编程中, Python Socket编程因灵活性强而广受青睐。本文采用问答形式深入探讨其进阶技巧。**问题一**: Socket编程基于TCP/IP,通过创建Socket对象实现通信,支持客户端和服务器间的数据交换。**问题二**: 提升并发处理能力的方法包括多线程(适用于I/O密集型任务)、多进程(绕过GIL限制)和异步IO(asyncio)。**问题三**: 提供了一个使用asyncio库实现的异步Socket服务器示例,展示如何接收及响应客户端消息。通过这些内容,希望能激发读者对网络编程的兴趣并引导进一步探索。
50 4
|
4月前
|
网络协议 Python
网络世界的建筑师:Python Socket编程基础与进阶,构建你的网络帝国!
【7月更文挑战第26天】在网络的数字宇宙中,Python Socket编程是开启网络世界大门的钥匙。本指南将引领你从基础到实战,成为网络世界的建筑师。
63 2
|
4月前
|
网络协议 程序员 视频直播
|
4月前
|
消息中间件 网络协议 网络安全
Python Socket编程:打造你的专属网络通道,基础篇与进阶篇一网打尽!
【7月更文挑战第26天】在网络编程领域,Python以简洁语法和强大库支持成为构建应用的首选。Socket编程为核心,实现计算机间的数据交换。
64 1
|
4月前
|
安全 网络协议 网络安全
Python Socket编程大揭秘:从菜鸟到黑客的进阶之路,你准备好了吗?
【7月更文挑战第27天】Python Socket编程是网络开发的关键技能,它开启从简单数据传输到复杂应用的大门。Socket作为网络通信的基础,通过Python的`socket`模块可轻松实现跨网通信。
52 0
|
4月前
|
网络协议 Python
告别网络编程迷雾!Python Socket编程基础与实战,让你秒变网络达人!
【7月更文挑战第27天】在网络编程的广阔天地中,Socket编程常被视为一道难关。但用Python这把钥匙,我们可以轻松入门。Socket作为网络通信的基石,在Python中通过`socket`模块封装了底层细节,简化了开发过程。以下是一个基本的TCP服务器与客户端的示例,展示了如何建立连接、收发数据及关闭连接。为了应对实际场景中的并发需求,我们还可以借助多线程技术来提升服务器处理能力。掌握了这些基础知识后,你将逐步揭开网络编程的神秘面纱,踏上编程高手之路!
55 0
|
5月前
|
Java
Java Socket编程与多线程:提升客户端-服务器通信的并发性能
【6月更文挑战第21天】Java网络编程中,Socket结合多线程提升并发性能,服务器对每个客户端连接启动新线程处理,如示例所示,实现每个客户端的独立操作。多线程利用多核处理器能力,避免串行等待,提升响应速度。防止死锁需减少共享资源,统一锁定顺序,使用超时和重试策略。使用synchronized、ReentrantLock等维持数据一致性。多线程带来性能提升的同时,也伴随复杂性和挑战。
97 0
|
5月前
|
安全 Java 网络安全
Java Socket编程教程:构建安全可靠的客户端-服务器通信
【6月更文挑战第21天】构建安全的Java Socket通信涉及SSL/TLS加密、异常处理和重连策略。示例中,`SecureServer`使用SSLServerSocketFactory创建加密连接,而`ReliableClient`展示异常捕获与自动重连。理解安全意识,如防数据截获和中间人攻击,是首要步骤。通过良好的编程实践,确保网络应用在复杂环境中稳定且安全。
98 0

热门文章

最新文章