SIO_KEEPALIVE_VALS 用户异常掉线检测

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本文介绍了三种用户掉线检测方案：SO_KEEPALIVE、SIO_KEEPALIVE_VALS及Heart-Beat线程。讨论了各方案的实现方式、优缺点，并提供DELPHI心跳检测示例。

     用户异常掉线检测
                                 David.Zhu 2005/6/1
   目前主要有三种方法来实现用户掉线检测：SO_KEEPALIVE ,SIO_KEEPALIVE_VALS 和Heart-Beat线程。
下面我就上面的三种方法来做一下介绍。
(1)SO_KEEPALIVE 机制
        这是socket库提供的功能，设置接口是setsockopt API：
   BOOL bSet=TRUE;
   setsockopt(hSocket,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,(const char*)&bSet,sizeof(BOOL));

       根据MSDN的文档，如果为socket设置了KEEPALIVE选项，TCP/IP栈在检测到对方掉线后，
   任何在该socket上进行的调用(发送/接受调用)就会立刻返回，错误号是WSAENETRESET ；
   同时，此后的任何在该socket句柄的调用会立刻失败，并返回WSAENOTCONN错误。

   该机制的缺点也很明显：
         默认设置是空闲2小时才发送一个“保持存活探测分节”，不能保证实时检测！
   当然也可以修改时间间隔参数，但是会影响到所有打开此选项的套接口！
         关联了完成端口的socket可能会忽略掉该套接字选项。

(2)SIO_KEEPALIVE_VALS 机制
         这是从彭博兄那里学到一个机制拉，设置接口是WSAIoctl API:
     DWORD dwError = 0L ;
     tcp_keepalive sKA_Settings = {0}, sReturned = {0} ;
     sKA_Settings.onoff = 1 ;
     sKA_Settings.keepalivetime = 5500 ; // Keep Alive in 5.5 sec.
     sKA_Settings.keepaliveinterval = 3000 ; // Resend if No-Reply
     if (WSAIoctl(skNewConnection, SIO_KEEPALIVE_VALS, &sKA_Settings,
          sizeof(sKA_Settings), &sReturned, sizeof(sReturned), &dwBytes,
          NULL, NULL) != 0)
     {
           dwError = WSAGetLastError() ;
     }
     实现时需要添加tcp_keepalive and SIO_KEEPALIVE_VALS的定义文件MSTCPiP.h
     该选项不同于SO_KEEPALIVE 机制的就是它是针对单个连接的，对系统其他的套接
     口并不影响。
        针对完成端口的socket,设置了SIO_KEEPALIVE_VALS后，激活包由TCP STACK来负责。
     当网络连接断开后，TCP STACK并不主动告诉上层的应用程序，但是当下一次RECV或者SEND操作
     进行后，马上就会返回错误告诉上层这个连接已经断开了.如果检测到断开的时候，在这个连接
     上有正在PENDING的IO操作，则马上会失败返回.

     该机制的缺点：
             不通用啦。MS的API只能用于Windows拉。不过，呵呵用彭博兄的评论就是：
     优雅一些^_^.

(3)Heart-Beat线程
        没说的。自己写一个后台线程，实现Heart-Beat包，客户端受到该包后，立刻返回相应的反馈包。

该方法的好处是通用，但缺点就是会改变现有的通讯协议！

有开发网络应用经历的人都知道，网络中的接收和发送数据都是使用WINDOWS中的SOCKET进行实现。但是如果此套接字已经断开，那发送数据和接收数据的时候就一定会有问题。可是如何判断这个套接字是否还可以使用呢？

　　有人一定想到使用Send函数中的返回结果来进行判断。如果返回的长度和自己发送出去的长度一致，那就说明这个套接字是可用的，否则此套接字一定出现了问题。但是我们并不是无时无刻的发送数据呀。如何解决呢？

　　其实TCP中已经为我们实现了一个叫做心跳的机制。如果你设置了心跳，那TCP就会在一定的时间（比如你设置的是３秒钟）内发送你设置的次数的心跳（比如说２次），并且此信息不会影响你自己定义的协议。

　　在VC中实现心跳的例子很多，可是在DLEPHI中一直没有相应的代码。下面我是我使用DELPHI编写的关于心跳的代码（以IOCP为例），希望对大家有帮助。

定义心跳常量

const
IOC_IN               =$80000000;
IOC_VENDOR           =$18000000;
IOC_out              =$40000000;
SIO_KEEPALIVE_VALS   =IOC_IN or IOC_VENDOR or 4;

var

inKeepAlive,OutKeepAlive:TTCP_KEEPALIVE;

实现代码是在Acceptsc:= WSAAccept(Listensc, nil, nil, nil, 0);代码的后面加入：

      opt:=1;
      if setsockopt(Acceptsc,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,@opt,sizeof(opt))=SOCKET_ERROR then
      begin
        closesocket(Acceptsc);
      end;
      inKeepAlive.onoff:=1;
      //设置３秒钟时间间隔

　 inKeepAlive.keepalivetime:=3000;

      //设置每３秒中发送１次的心跳
      inKeepAlive.keepaliveinterval:=1;
      insize:=sizeof(TTCP_KEEPALIVE);
      outsize:=sizeof(TTCP_KEEPALIVE);
      if WSAIoctl(Accept,SIO_KEEPALIVE_VALS,@inKeepAlive,insize,@outKeepAlive,outsize,@outByte,nil,nil)=SOCKET_ERROR then
      begin
        closesocket(Acceptsc);
      end;

如果加入以上的代码以后，系统会每３秒中加入一次的心跳。并且如果客户端断线以后（网线断），函数GetQueuedCompletionStatus会返回FALSE。

if (GetQueuedCompletionStatus(CompletionPort, BytesTransferred,DWORD(PerHandleData), POverlapped(PerIoData), INFINITE) = False) then
begin
//在这里处理客户端断线信息。

　　　continue;
end;

以上就是我使用心跳的方法，此方法我已经在我的网络游戏中使用。情况稳定！