当有一个已完成的连接准备好被accept时,select将作为可读描述符返回该连接的监听套接字。因此,如果我们使用select在某个监听套接字上等待一个外来连接,那就没有必要把监听套接字设置为非阻塞,这是因为如果select告诉我们该套接字上已有连接就绪,那么随后的accept调用不应该阻塞。
不幸的是,这里存在一个可能让我们掉入陷阱的定时问题。
为了查看这个问题,我们把TCP回射客户程序改成建立连接后发送一个RST到服务器:
#include<stdio.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<unistd.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<arpa/inet.h> #include<netinet/in.h> #include<string.h> #include<signal.h> #include <fcntl.h> #define SERV_PORT 3333 #define ERR_EXIT(m) \ do { \ perror(m); \ exit(EXIT_FAILURE); \ } while (0) typedef struct sockaddr SA; int main(int argc, char **argv) { int sockfd; struct linger ling; struct sockaddr_in servaddr; if (argc != 2) ERR_EXIT("usage: tcpcli <IPaddress>"); sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr); connect(sockfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr)); ling.l_onoff = 1; /* cause RST to be sent on close() */ ling.l_linger = 0; setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &ling, sizeof(ling)); close(sockfd); exit(0); }
#include<stdio.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<unistd.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<arpa/inet.h> #include<netinet/in.h> #include<string.h> #include<signal.h> #include <fcntl.h> #define SERV_PORT 3333 #define MAXLINE 1024 #define LISTENQ 5 #define ERR_EXIT(m) \ do { \ perror(m); \ exit(EXIT_FAILURE); \ } while (0) typedef struct sockaddr SA; int main(int argc, char **argv) { int i, maxi, maxfd, listenfd, connfd, sockfd; int nready, client[FD_SETSIZE]; ssize_t n; fd_set rset, allset; char buf[MAXLINE]; socklen_t clilen; struct sockaddr_in cliaddr, servaddr; listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); bzero(&servaddr, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT); bind(listenfd, (SA *) &servaddr, sizeof(servaddr)); listen(listenfd, LISTENQ); maxfd = listenfd; /* initialize */ maxi = -1; /* index into client[] array */ for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++) client[i] = -1; /* -1 indicates available entry */ FD_ZERO(&allset); FD_SET(listenfd, &allset); for ( ; ; ) { rset = allset; /* structure assignment */ nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL); if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) { /* new client connection */ printf("listening socket readable\n"); sleep(5); clilen = sizeof(cliaddr); connfd = accept(listenfd, (SA *) &cliaddr, &clilen); if(connfd < 0) perror("accept:"); printf("connfd = %d\n",connfd); char dst[MAXLINE]; printf("new client: %s, port %d\n",(char *)inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, dst, sizeof(dst)),ntohs(cliaddr.sin_port)); for (i = 0; i < FD_SETSIZE; i++) if (client[i] < 0) { client[i] = connfd; /* save descriptor */ break; } if (i == FD_SETSIZE) ERR_EXIT("too many clients"); FD_SET(connfd, &allset); /* add new descriptor to set */ if (connfd > maxfd) maxfd = connfd; /* for select */ if (i > maxi) maxi = i; /* max index in client[] array */ if (--nready <= 0) continue; /* no more readable descriptors */ } for (i = 0; i <= maxi; i++) { /* check all clients for data */ if ( (sockfd = client[i]) < 0) continue; if (FD_ISSET(sockfd, &rset)) { if ( (n = read(sockfd, buf, MAXLINE)) == 0) { /*4connection closed by client */ close(sockfd); FD_CLR(sockfd, &allset); client[i] = -1; } else write(sockfd, buf, n); if (--nready <= 0) break; /* no more readable descriptors */ } } } }
54~59改为:
if (FD_ISSET(listenfd, &rset)) { /* new client connection */ printf("listening socket readable\n"); sleep(5); clilen = sizeof(cliaddr); connfd = accept(listenfd, (SA *) &cliaddr, &clilen); if(connfd < 0) perror("accept:"); printf("connfd = %d\n",connfd);
在Ubuntu 10.04系统下,先运行服务器,在运行客户端2次,运行结果:
huangcheng@ubuntu:~$ ./serv huangcheng@ubuntu:~$ ./cli 192.168.2.103 huangcheng@ubuntu:~$ ./cli 192.168.2.103
huangcheng@ubuntu:~$ ./serv listening socket readable connfd = 4 new client: 192.168.2.103, port 52336 listening socket readable connfd = 5 new client: 192.168.2.103, port 52337即没有出现后面accept返回错误,而是正常返回已完成连接队列的套接字ID。
后面的说法虽然没有出现,但是可以了解。
这里我们是模拟一个繁忙的服务器,它无法在select返回监听套接字的可读条件后就马上调用accept。通常情况下服务器的这种迟钝不成问题(实际上这就是要维护一个已完成连接队列的原因),但是结合上连接建立之后到达的来自客户的RST,问题就出现了。
当客户在服务器调用accept之前终止某个连接时,源自Berkeley的实现不把这个终止的连接返回给服务器,而其他实现应该返回ECONNABORTED错误,却往往代之以返回EPROTO错误。考虑一个源自Berkeley的实现上的如下例子。
(1)客户建立一个连接并随后终止它。
(2)select向服务器进程返回到调用accept期间,服务器TCP收到来自客户的RST。
(3)在服务器从select返回到调用accept期间,服务器TCP收到来自客户的RST。
(4)这个已完成的连接被服务器TCP驱除出队列,我们假设队列中没有其他已完成的连接。
(5)服务器调用accept,但是由于没有任何已完成的连接,服务器于是阻塞。
服务器会一直阻塞在accept调用上,直到其他客户建立一个连接为止。但是在此期间,服务器单纯阻塞在accept调用上,无法处理任何其他已就绪的描述符。
本问题的解决办法如下:
(1)当使用select获悉某个监听套接字上何时有已完成连接准备好被accept时,总是把这个监听套接字设置为非阻塞。
(2)在后续的accept调用中忽略以下错误:EWOULDBLOCK(源自Berkeley的实现,客户终止连接时),ECONNABORTED(POSIX实现,客户终止连接时),EPROTO(SVR4实现,客户终止连接时)和EINTR(如果有信号被捕获)。