11 TCP套接字之SIGPIPE信号

本文介绍了在TCP通信中,当服务端主动关闭连接后,客户端可能出现的阻塞问题,该问题由SIGPIPE信号引起。通过分析抓包情况,发现客户端在服务端关闭后仍尝试发送数据,导致阻塞。解决方法是捕捉SIGPIPE信号并退出进程,但此方法并不完美,尤其在多任务环境中。文章还提到了半打开连接的概念,即一方异常终止连接,另一方仍保持连接状态,只有在尝试发送数据时才能发现连接已关闭。

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前面我们解决了并发服务端的问题, 但是还是没有解决掉客服端的bug.


问题重现

我们以上一节的代码为例浮现这个bug.

完整代码 : fork_SIGCHLD.c

在这里插入图片描述

可能你已经忘了客服端的问题了, 这里在重新说明一下 : 当建立连接后, 服务端主动关闭后, 客服端并没有立即退出, 而是处于阻塞状态直到有输入才会退出.


问题分析

分析问题的时, 应该先来看一下抓包的情况.

在这里插入图片描述

问题基本也能分析出来.

  1. 服务端关闭时向客服端发送FIN, 根据四次挥手的原则, 此时客服端还能够向服务端发送数据, 也就解释了客服端没有发送FIN而是阻塞在read函数等待输入数据, 但服务端其实发送FIN后就被关闭了, 等待客服端发送数据后因为对端已经完全关闭了所以发送RST.
  2. 客服进程看不到RST, 因为在调用read之后立即调用write并且收到服务端的FIN后返回0, 进程继续阻塞在第二次的read函数.

解决办法

其实当进程接收到RST的套接字执行的写操作时, 内核会向该进程发送SIGPIPE信号. 该信号默认行为是为了终止进程, 但是该信号默认是被忽略的, 所以解决这个问题就需要客服端捕捉该信号然后退出才行.

有了这个办法接下来在客服端捕捉SIGPIPE信号即可.

void sighandler(int signo)
{
    if(signo == SIGPIPE){
	fprintf(stderr, "server close\n");
    }
}
int main(){
    if(sigaction(SIGPIPE, &action, NULL) != 0)
		EXIT("sigaction SIGPIPE");
}

完整代码 : client_SIGPIPE.c

服务端 :

./a.out 1 8080 127.0.0.1

客服端 :

./a.out 2 8080 127.0.0.1

在这里插入图片描述

当服务端关闭后客服端阻塞直到发送数据, 但是客服端write返回0, 然后继续阻塞到第二次read; 当第二次read后才捕捉RET信号调用捕捉函数.

最终我们成功捕捉到了RET信号, 但实际并没有完美的解决客服端阻塞的问题, 而且通过信号捕捉也不是一个很好的解决方案, 毕竟如果客服端也是多任务的话捕捉就出问题的. 难道这个问题就没有办法很好的解决了? 别急, 在下一节分析完了就可以完美的解决了.


半打开连接

这里在罗嗦一下, 涉及到与题意无关的, 但希望大家能借该例子理解一下半打开连接的知识.

服务端(或者客服端)异常终止了连接, 而对端没有接收到报文段, 此时对端还维持这原来的连接, 这种状态就被称为半打开. 就算服务端重启后也并不知道对端的存在, 只有对端发送数据过来, 自己不认识会回RST, 对端才知道关闭连接.

注意: 这里是半打开, 与后面谈到的半关闭 [1]并不一样.


总结

前面通信中关于recv参数中, flag选项 [1]可以设置错误时不发送SIGPIPE信号.

  • RET会触发SIGPIPE信号
  • 清楚半打开.
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