Linux socket非阻塞connect方法（一）

nphyez

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分类专栏： Linux TCP/IP 文章标签： linux 数学建模运维

于 2013-08-24 15:11:17 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/nphyez/article/details/10268723

本文详细介绍了Linux中非阻塞模式下socket连接的过程，包括connect函数的使用、非阻塞connect的工作原理以及如何通过select和getsockopt检测连接状态。在非阻塞模式下，connect会立即返回，如果连接未建立成功，可以通过select或再次调用connect来判断连接状态。常见错误码如EINPROGRESS、EISCONN等也在文中提及。

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socket non-blocking mode connect

对于面向连接的socket类型(SOCK_STREAM,SOCK_SEQPACKET)，在读写数据之前必须建立连接，connect()函数用于完成面向连接的socket的建链过程，对于TCP，也就是三次握手过程。

connect()函数

头文件：

#include<sys/types.h>

#include<sys/socket.h>

声明：

int connect (int sockfd,struct sockaddr * serv_addr,int addrlen);
功能：

使用套接字sockfd建立到指定网络地址serv_addr的socket连接，参数addrlen为serv_addr指向的内存空间大小，即sizeof(struct sockaddr_in)。

返回值：

1）成功返回0，表示连接建立成功（如服务器和客户端是同一台机器上的两个进程时，会发生这种情况）

2）失败返回SOCKET_ERROR，相应的设置errno，通过errno获取错误信息。常见的错误有对方主机不可达或者超时错误，也可能是对方主机没有进程监听对应的端口。

非阻塞connect（non-block mode connect）

套接字执行I/O操作有阻塞和非阻塞两种模式。在阻塞模式下，在I/O操作完成前，执行操作的函数一直等候而不会立即返回，该函数所在的线程会阻塞在这里。相反，在非阻塞模式下，套接字函数会立即返回，而不管I/O是否完成，该函数所在的线程会继续运行。

客户端调用connect()发起对服务端的socket连接，如果客户端的socket描述符为阻塞模式，则connect()会阻塞到连接建立成功或连接建立超时（linux内核中对connect的超时时间限制是75s， Soliris 9是几分钟，因此通常认为是75s到几分钟不等）。如果为非阻塞模式，则调用connect()后函数立即返回，如果连接不能马上建立成功（返回-1），则errno设置为EINPROGRESS，此时TCP三次握手仍在继续。此时可以调用select()检测非阻塞connect是否完成。select指定的超时时间可以比connect的超时时间短，因此可以防止连接线程长时间阻塞在connect处。

select判断规则：

1）如果select()返回0，表示在select()超时，超时时间内未能成功建立连接，也可以再次执行select()进行检测，如若多次超时，需返回超时错误给用户。

2）如果select()返回大于0的值，则说明检测到可读或可写的套接字描述符。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）

因此，当发现套接口描述符可读或可写时，可进一步判断是连接成功还是出错。这里必须将B）和另外一种连接正常的情况区分开，就是连接建立好了之后，服务器端发送了数据给客户端，此时select同样会返回非阻塞socket描述符既可读又可写。

□对于Unix环境，可通过调用getsockopt来检测描述符集合是连接成功还是出错（此为《Unix Network Programming》一书中提供的方法，该方法在Linux环境上测试，发现是无效的）：

A)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

B)如果建立连接时遇到错误，则errno 的值是连接错误所对应的errno值，比如ECONNREFUSED，ETIMEDOUT 等

□一种更有效的判断方法，经测试验证，在Linux环境下是有效的：

再次调用connect，相应返回失败，如果错误errno是EISCONN，表示socket连接已经建立，否则认为连接失败。

综上所述，这里总结一下非阻塞connect的实现过程。

非阻塞connect的实现过程

1. 创建套接字sockfd

/* 1. obtain a socket */
int sock_fd;
sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

2. 设置套接字为非阻塞模式

/* 2. set non-blocking mode no socket */
#if 1
int flags = fcntl(sock_fd, F_GETFL, 0);
fcntl(sock_fd, F_SETFL, flags|O_NONBLOCK);
#else
int imode = 1;
ioctl(sock_fd, FIONBIO, &imode);

3. 调用connect进行连接