在TCP网络通信中,经常会出现客户端和服务器之间的非正常断开,需要实时检测查询链接状态。常用的解决方法就是在程序中加入心跳机制。
从网络上找到,主要有以下方法实现TCP异常断开的检测:
SO_KEEPALIVE,SIO_KEEPALIVE_VALS 和Heart-Beat线程。
(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:
一、SO_KEEPALIVE无法控制,它会每时每刻都发;
二、SO_KEEPALIVE设置空闲2小时才发送一个“保持存活探测分节”,不能保证实时检测。对于判断网络断开时间太长,对于需要及时响应的程序不太适应。
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
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。MS的API只能用于Windows。
(3)Heart-Beat线程
这个是最常用的简单方法。在接收和发送数据时个人设计一个守护进程,定时发送Heart-Beat包,客户端/服务器收到该小包后,立刻返回相应的包即可检测对方是否实时在线。
大家一般都是使用业务层心跳来处理,主要是灵活可控。
UNIX网络编程不推荐使用SO_KEEPALIVE来做心跳检测,还是在业务层以心跳包做检测比较好,也方便控制,楼上给的代码是UNIX下的,WIN下不适用。Windows下此处的”非正常断开”指TCP连接不是以优雅的方式断开,如网线故障等物理链路的原因,还有突然主机断电等原因。
有两种方法可以检测:1.TCP连接双方定时发握手消息 2.利用TCP协议栈中的KeepAlive探测
第二种方法简单可靠,只需对TCP连接两个Socket设定KeepAlive探测。
第一种方法是自己给SOCKET设置个timeout,如果超时则认为对方客户端断掉,需重新连接.
//处理通信
1. void do_client_work(int client_sock,struct sockaddr_in client)
2. {
3. char cmd;
4. int val;
5. char *VideoPtr;
6. "hello",5);
7. TCP_VIDEO_AGAIN_FLAG = 1;
8. "\nrecv start ...\n");
9. while(1) {
10. fd_set rds;
11. struct timeval step;
12. int ret;
13. FD_ZERO(&rds);
14. FD_SET(client_sock,&rds);
15. step.tv_sec = 0;
16. step.tv_usec = 1000;
17. ret = select(client_sock+1,&rds,NULL,NULL,&step);
18. if(ret < 0) {
19. "select");
20. exit(-1);
21. }
22. if(ret == 0) {
23. //执行等待超时命令
24. else if(FD_ISSET(client_sock,&rds)) {
25. val = recv_client_info(client_sock,&cmd,1);
26. if(val < 0) {
27. break;
28. else {
29. //执行读写客户端数据操作
30. if(TcpOutFlag==1) {
31. TcpOutFlag=0;
32. break;
33. }
34. }
35. }
36. }
37. }
//TCP接收数据
1. int recv_client_info(int client_sock,char* info,int length)
2. {
3. int num;
4. struct timeval tv;
5. tv.tv_sec = 15;
6. tv.tv_usec = 0;
7. if (setsockopt(client_sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv, sizeof(tv))>=0) {
8. num = recv(client_sock,info,length,MSG_NOSIGNAL);
9. if(num < 0) {
10. "recv");
11. return 0;
12. else if(num == 0) {
13. "recv over\n");
14. return -2;
15. else {
16. pthread_mutex_lock(&mutex);
17. TCP_Timeout = 0;
18. pthread_mutex_unlock(&mutex);
19. return 0;
20. }
21. else {
22. "TCP CONNECT超时...\n");
23. return -1;
24. }
25. }
第二种方法在Linux,Window2000下的实现Windows 2000平台下
头文件
1. #include <mstcpip.h>
2. //定义结构及宏
3. struct TCP_KEEPALIVE {
4. u_longonoff;
5. u_longkeepalivetime;
6. u_longkeepaliveinterval;
7. } ;
8. tcp_keepalive live,liveout;
9. live.keepaliveinterval=500;
10. live.keepalivetime=3000;
11. live.onoff=TRUE;
12. int iRet = setsockopt(Socket,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,(char *)Opt,sizeof(int));
13. if(iRet == 0){
14. DWORD dw;
15. if(WSAIoctl(Socket,SIO_KEEPALIVE_VALS,&live,sizeof(live),&liveout,sizeof(liveout),&dw,NULL,NULL)== SOCKET_ERROR){
16. //Delete Client
17. return;
18. }
19. }
20. ACE下代码
21. int Opt = 1;
22. //在测试过程中,发现检测的次数是5次,即下面的设置中,从最近一次消息开始计算的10秒后,每次间隔5秒,连续发送5次,即
23. //35秒发现网络断了
24. tcp_keepalive live,liveout;
25. live.keepaliveinterval=5000; //每次检测的间隔 (单位毫秒)
26. live.keepalivetime=10000; //第一次开始发送的时间(单位毫秒)
27. live.onoff=TRUE;
28. int iRet = stream.set_option(SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,&Opt,sizeof(int));
29. if(iRet == 0){
30. DWORD dw;
31. //此处显示了在ACE下获取套接字的方法,即句柄的(SOCKET)化就是句柄
32. if(WSAIoctl((SOCKET)h,SIO_KEEPALIVE_VALS,&live,sizeof(live),&liveout,sizeof(liveout),&dw,NULL,NULL)== SOCKET_ERROR){
33. //Delete Client
34. return;
35. }
36. }
Linux平台下
1. #include "/usr/include/linux/tcp.h"
2. #include "/usr/include/linux/socket.h"
3. ////KeepAlive实现,单位秒
4. //下面代码要求有ACE,如果重生之大文豪没有包含ACE,则请把用到的ACE函数改成linux相应的接口
5. int keepAlive = 1;//设定KeepAlive
6. int keepIdle = 5;//开始首次KeepAlive探测前的TCP空闭时间
7. int keepInterval = 5;//两次KeepAlive探测间的时间间隔
8. int keepCount = 3;//判定断开前的KeepAlive探测次数
9. if(setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,(void*)&keepAlive,sizeof(keepAlive)) == -1)
10. {
11. ACE_DEBUG ((LM_INFO,
12. ACE_TEXT ("(%P|%t) setsockopt SO_KEEPALIVE error!n")));
13. }
14.
15. if(setsockopt(s,SOL_TCP,TCP_KEEPIDLE,(void *)&keepIdle,sizeof(keepIdle)) == -1)
16. {
17. ACE_DEBUG ((LM_INFO,
18. ACE_TEXT ("(%P|%t) setsockopt TCP_KEEPIDLE error!n")));
19. }
20.
21. if(setsockopt(s,SOL_TCP,TCP_KEEPINTVL,(void *)&keepInterval,sizeof(keepInterval)) == -1)
22. {
23. ACE_DEBUG ((LM_INFO,
24. ACE_TEXT ("(%P|%t) setsockopt TCP_KEEPINTVL error!n")));
25. }
26.
27. if(setsockopt(s,SOL_TCP,TCP_KEEPCNT,(void *)&keepCount,sizeof(keepCount)) == -1)
28. {
29. ACE_DEBUG ((LM_INFO,
30. ACE_TEXT ("(%P|%t)setsockopt TCP_KEEPCNT error!n")));
31. }
假设一种情况:一个socket TCP监听进程监听数据的时候如何接收关闭文件的socket连接?
不用并发
read/recv函数返回0均表示正常结束。此时关闭即可。如果用select/poll/epoll管理,该套接字也会读就绪,然后调用recv/read返回0。
对于异常关闭如网络崩溃、主机宕机等,可通过设置SO_KEEPALIVE设置保活,协议会按照设定间隔自动发送探测分节。该选项分为设置无数据首次探测时间、探测间隔、探测次数控制TCP是否出错。如果你设置首次探测在10秒之后、探测间隔3次,探测次数3次,则最多30秒之后将给应用层返回一个对方非正常关闭的异常,此时可通过获得errno得到对应错误,read/recv返回为-1。具体代码是:
1. void setKeepAlive( int iSockfd , socklen_t iIdleTime , socklen_t iInterval , socklen_t iCount )
2. {
3. const char*)&iSockAttrOn , sizeof(iSockAttrOn) );
4. const char*)&iIdleTime , sizeof(iIdleTime) );
5. const char*)&iInterval,sizeof(iInterval) );
6. const char*)&iCount,sizeof(iCount) );
7. }