Linux下connect超時處理（總結）

更新時間：2017年04月26日 16:51:50 作者：Anker''s Blog

這篇文章主要介紹了Linux下connect超時處理（總結），小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

1、前言

最近在寫一個測試工具，要求快速的高效率的掃描出各個服務器開放了哪些端口。當時想了一下，ping只能檢測ip，判斷服務器的網(wǎng)絡是連通的，而不能判斷是否開放了端口。我們知道端口屬于網(wǎng)絡的傳輸層，因此需要用ip和端口來探測，這個時候就可以用connect來探測一下，針對TCP協(xié)議，connect函數(shù)要進行TCP三次握手，如果connect成功，則說明服務器開放了某個端口，如果connect失敗，則說明服務器沒有開放某個端口。而connect失敗是通過超時來控制的，在規(guī)定的時間內，connect會發(fā)起多次連接，一直執(zhí)行到超時，才返回錯誤。默認情況下，connect是阻塞的，而且默認的超時時間為75s，正常情況下，檢測網(wǎng)絡的連通性都是毫秒級，如果要判斷10萬臺服務器的，用阻塞的默認的connect去做，效率非常低下。因此采用非阻塞的connect，而且需要自定義超時間（我自定義超時時間為5s）。

2、非阻塞connect

對于阻塞式套接字，調用connect函數(shù)將激發(fā)TCP的三次握手過程，而且僅在連接建立成功或者出錯時才返回；對于非阻塞式套接字，如果調用connect函數(shù)會之間返回-1（表示出錯），且錯誤為EINPROGRESS，表示連接建立，建立啟動但是尚未完成；如果返回0，則表示連接已經(jīng)建立，這通常是在服務器和客戶在同一臺主機上時發(fā)生。

select是一種IO多路復用機制，它允許進程指示內核等待多個事件的任何一個發(fā)生，并且在有一個或者多個事件發(fā)生或者經(jīng)歷一段指定的時間后才喚醒它。connect本身并不具有設置超時功能，如果想對套接字的IO操作設置超時，可使用select函數(shù)。

對于select和非阻塞connect，注意兩點：[1] 當連接成功建立時，描述符變成可寫； [2] 當連接建立遇到錯誤時，描述符變?yōu)榧纯勺x，也可寫，遇到這種情況，可調用getsockopt函數(shù)。

3、實現(xiàn)步驟

（1）創(chuàng)建socket，并利用fcntl將其設置為非阻塞

（2）調用connect函數(shù)，如果返回0，則連接建立；如果返回-1，檢查errno ，如果值為 EINPROGRESS，則連接正在建立。

（3）為了控制連接建立時間，將該socket描述符加入到select的可讀可寫集合中，采用select函數(shù)設定超時。

（4）如果規(guī)定時間內成功建立，則描述符變?yōu)榭蓪懀环駝t，采用getsockopt函數(shù)捕獲錯誤信息

（5）恢復套接字的文件狀態(tài)并返回。

測試代碼如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>     /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char **argv)
{
  if (argc < 3) {
    printf("please input ip and port, for example ./main 120.12.34.56 80.\n");
    return -1;
  }

  
  char *ipaddr = argv[1];
  unsigned int port = atoi(argv[2]);

  int fd = 0;
  struct sockaddr_in addr;
  fd_set fdr, fdw;
  struct timeval timeout;
  int err = 0;
  int errlen = sizeof(err);

  fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
  if (fd < 0) {
    fprintf(stderr, "create socket failed,error:%s.\n", strerror(errno));
    return -1;
  }

  bzero(&addr, sizeof(addr));
  addr.sin_family = AF_INET;
  addr.sin_port = htons(port);
  inet_pton(AF_INET, ipaddr, &addr.sin_addr);

  /*設置套接字為非阻塞*/
  int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
  if (flags < 0) {
    fprintf(stderr, "Get flags error:%s\n", strerror(errno));
    close(fd);
    return -1;
  }
  flags |= O_NONBLOCK;
  if (fcntl(fd, F_SETFL, flags) < 0) {
    fprintf(stderr, "Set flags error:%s\n", strerror(errno));
    close(fd);
    return -1;
  }

  /*阻塞情況下linux系統(tǒng)默認超時時間為75s*/
  int rc = connect(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
  if (rc != 0) {
    if (errno == EINPROGRESS) {
      printf("Doing connection.\n");
      /*正在處理連接*/
      FD_ZERO(&fdr);
      FD_ZERO(&fdw);
      FD_SET(fd, &fdr);
      FD_SET(fd, &fdw);
      timeout.tv_sec = 10;
      timeout.tv_usec = 0;
      rc = select(fd + 1, &fdr, &fdw, NULL, &timeout);
      printf("rc is: %d\n", rc);
      /*select調用失敗*/
      if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "connect error:%s\n", strerror(errno));
        close(fd);
        return -1;
      }
      
      /*連接超時*/
      if (rc == 0) {
        fprintf(stderr, "Connect timeout.\n");
        close(fd);
        return -1;
      }
      /*[1] 當連接成功建立時，描述符變成可寫,rc=1*/
      if (rc == 1 && FD_ISSET(fd, &fdw)) {
        printf("Connect success\n");
        close(fd);
        return 0;
      }
      /*[2] 當連接建立遇到錯誤時，描述符變?yōu)榧纯勺x，也可寫，rc=2 遇到這種情況，可調用getsockopt函數(shù)*/
      if (rc == 2) {
        if (getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &err, &errlen) == -1) {
          fprintf(stderr, "getsockopt(SO_ERROR): %s", strerror(errno));
          close(fd);
          return -1;

        }

        if (err) {
          errno = err;
          fprintf(stderr, "connect error:%s\n", strerror(errno));
          close(fd);
          return -1;

        }
      }

    } 
    fprintf(stderr, "connect failed, error:%s.\n", strerror(errno));
    return -1;
  } 
  return 0;
}