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Linux下connect超時(shí)處理（總結(jié)）

更新時(shí)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(shí)處理（總結(jié)），小編覺得挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過來看看吧

1、前言

最近在寫一個(gè)測(cè)試工具，要求快速的高效率的掃描出各個(gè)服務(wù)器開放了哪些端口。當(dāng)時(shí)想了一下，ping只能檢測(cè)ip，判斷服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)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(luò)的傳輸層，因此需要用ip和端口來探測(cè)，這個(gè)時(shí)候就可以用connect來探測(cè)一下，針對(duì)TCP協(xié)議，connect函數(shù)要進(jìn)行TCP三次握手，如果connect成功，則說明服務(wù)器開放了某個(gè)端口，如果connect失敗，則說明服務(wù)器沒有開放某個(gè)端口。而connect失敗是通過超時(shí)來控制的，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，connect會(huì)發(fā)起多次連接，一直執(zhí)行到超時(shí)，才返回錯(cuò)誤。默認(rèn)情況下，connect是阻塞的，而且默認(rèn)的超時(shí)時(shí)間為75s，正常情況下，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的連通性都是毫秒級(jí)，如果要判斷10萬臺(tái)服務(wù)器的，用阻塞的默認(rèn)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(shí)間（我自定義超時(shí)時(shí)間為5s）。

2、非阻塞connect

對(duì)于阻塞式套接字，調(diào)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(cuò)時(shí)才返回；對(duì)于非阻塞式套接字，如果調(diào)用connect函數(shù)會(huì)之間返回-1（表示出錯(cuò)），且錯(cuò)誤為EINPROGRESS，表示連接建立，建立啟動(dòng)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(wù)器和客戶在同一臺(tái)主機(jī)上時(shí)發(fā)生。

select是一種IO多路復(fù)用機(jī)制，它允許進(jìn)程指示內(nèi)核等待多個(gè)事件的任何一個(gè)發(fā)生，并且在有一個(gè)或者多個(gè)事件發(fā)生或者經(jīng)歷一段指定的時(shí)間后才喚醒它。connect本身并不具有設(shè)置超時(shí)功能，如果想對(duì)套接字的IO操作設(shè)置超時(shí)，可使用select函數(shù)。

對(duì)于select和非阻塞connect，注意兩點(diǎn)：[1] 當(dāng)連接成功建立時(shí)，描述符變成可寫； [2] 當(dāng)連接建立遇到錯(cuò)誤時(shí)，描述符變?yōu)榧纯勺x，也可寫，遇到這種情況，可調(diào)用getsockopt函數(shù)。

3、實(shí)現(xiàn)步驟

（1）創(chuàng)建socket，并利用fcntl將其設(shè)置為非阻塞

（2）調(diào)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(shí)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(shè)定超時(shí)。

（4）如果規(guī)定時(shí)間內(nèi)成功建立，則描述符變?yōu)榭蓪?；否則，采用getsockopt函數(shù)捕獲錯(cuò)誤信息

（5）恢復(fù)套接字的文件狀態(tài)并返回。

測(cè)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(shè)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(rèn)超時(shí)時(shí)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(diào)用失敗*/
      if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "connect error:%s\n", strerror(errno));
        close(fd);
        return -1;
      }
      
      /*連接超時(shí)*/
      if (rc == 0) {
        fprintf(stderr, "Connect timeout.\n");
        close(fd);
        return -1;
      }
      /*[1] 當(dāng)連接成功建立時(shí)，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(dāng)連接建立遇到錯(cuò)誤時(shí)，描述符變?yōu)榧纯勺x，也可寫，rc=2 遇到這種情況，可調(diào)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;
}