TCP非堵塞IO的connect连接处理模型

一、非堵塞connect版本

当在非堵塞TCP套接字上， 我们调用connect函数会立刻返回EINPROGRESS， 不过此时TCP三路握手正在进行， 我们可以通过检查套接字的状态。

*非堵塞connect有三个用途

1）、我们可以把三路握手叠加到其他的处理上面。 因为在连接过程中花费1个RTT时间，在局域网或者广域网上的时间幅度偏差很大（几毫秒甚至几秒）， 那么我们可以利用这些时间让CPU处理其他事情。

2）、在web程序当中的多连接技术。

3）、通常情况非堵塞的connect连接的超时间是75秒， 但是通过非堵塞connect版本 ，我们可以自己设置等待时间。

*非堵塞connect细节处理

●  如果套接字是非堵塞的情况下， 如果我们连接到的服务器在同一个主机上面， 那么连接将会立刻完成。

●  在非堵塞套接字连接的时候， 我们需要用select来检查connect连接情况有以下两个规则：（1）当连接成功建立时， 描述符号将会变的可写。（2）当连接遇到错误的时候， 描述符变为即可读又可写。

二、非堵塞connect代码分析

源代码如下:

connect_nonb.c

#include "unp.h"

int connect_nonb(int sockfd, const struct sockaddr *saptr, socklen_t salen, int nsec)
{
    int flags, n, error;
    socklen_t len;
    fd_set rset, wset;
    struct timeval tval;

    flags = Fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
    Fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_ONOBLOCK);

    error = 0;
    if((n = connect(sockfd, saptr, salen)) < 0){
        if(error != EINPROGRESS) return -1;
    }
    else if(n == 0)
        goto done;

    FD_ZERO(&rset);
    FD_SET(sockfd, &rset);
    wset = rset;
    tval.tv_sec = nsec;
    tval.tv_usec = 0;

    if((n = select(sockfd + 1, &rset, &wset, NULL, (nsec? &tval:NULL))) == 0){
        close(sockfd);
        errno = ETIMEOUT;
        return -1;
    }

    if(FD_ISSET(sockfd, &rset) || FD_ISSET(sockfd, &wset)){
        len = sizeof(error);
        if(getsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &error, &len) < 0) return -1;  // Solaris可移植问题
    }else{
        fprintf(stderr, "select error: sockfd not set\n");
    }
done:
    fcntl(sockfd, F_SETFL, flags);
    if(error){   // berkeley可移植问题。
        close(sockfd);
        errno = error;
        return -1;
    }

    return 0;
}

10-11 行：设置套接字为非堵塞

13-16行： 发起非堵塞的connect。期望错误值是EINPROGRESS， 那表示连接已经启动但是尚未完成。

17-18行：非堵塞连接成功， connect返回0。一般只有客户和服务器在同一台主机上面才会发生这样的情况
26-28行：超时调用，errno置为ETIMEDOUT。

32-37行：造成可读可写条件， 我们通过调用getsockopt去的套接字的待处理错误条件， 如果连接成功返回的是0。在这里存在一个可移植的问题，就是在Berkeley中我们的变量error中返回待处理错误时候， getsockopt本身返回0； 而在Solaris中让是getsockopt返回-1， 将errno处理置为待处理错误。我们的程度充分考虑到了该问题

38-46行：恢复套接字标志， 如果是在Berkeley的实现下， 对error进行判断，若有错误则将errno置于error的值。

*针对代码中的第34行中的getsockopt的条件我们还可以有以下解决方案:

1）、调用getpeername代替getsockopt。如果getpeername以ENOTCONN错误返回，那么建立连接失败， 那么我们必须使用SOL_SOCKET中的SO_ERROR标志来调用getsockopt函数已获得待处理错误。

2）、read(sockfd, buffer, 0)调用socket。如果read失败， 那么connect失败， 那么read返回errno将会给出失败原因。 若果建立成功， read将会返回0.

3）、根据TCP套接字的connect只能连接一次的原因， 再次调用connect应该是失败的， 看错误原因，如果返回错误EISCONN， 那么代表连接成功

三、总结

1、了解非堵塞IO的三个用途。

2、非堵塞connect情况下， EINPROGRESS错误值分析， 以及连接成功的条件。

3、判断连接是否成功的三个解决方案。

4、connect可移植问题研究