66-套接字超时（alarm）

我们知道，使用 read 或 recvfrom 函数从 socket 上读取数据时，可能会导致阻塞。特别是 UDP 服务器，稍有不甚，数据报就丢失就会直接导致程序假死（阻塞在 recvfrom）。

还有 connect 函数，如果去连接一个网络上不存在的主机，需要等待很长时间，可能长达 2 分钟。如果我们能控制它在指定的时间内连接不上，就直接报错，行不行呢？

很可惜，上面的问题 linux 并未直接提供带超时的函数帮我们解决，所以我们需要一些奇技淫巧来完成上面的功能。

1. 如何设置超时？

常用的有 3 种方法来设置超时：

• 1) 使用 alarm 函数，一旦到期就产生 SIGALRM 信号，打断正在执行的系统调用。
• 2) 使用 select 函数。
• 3) 使用套接字选项 SO_RCVTIMEO 和 SO_SNDTIMEO.

关于这几个方案，有几点要说明：

• 三个技术都可用于输入和输出(read 和 write)
• 对于阻塞的 connect 只能使用方案一，对于非阻塞的 connect，只能使用 select.
• 方案三对 connect 不适用。
• 方案一和二适用于任何描述符，而方案三仅适用于套接字描述符。

2. 使用 alarm 设置超时

它的伪代码如下，这里以 connect 为例：

void sighandler(int sig) {
  // 信号处理函数，什么也不用做
  return;
}

int connect_timeo(/*...*/, int nsec) {
   // 注册信号
   registSignal(SIGALRM, sighandler, &oldhandler);
   // 开启一个 nsec 秒的 alarm
   alarm(nsec);
   ret = connect(/*...*/);
   // 如果被信号打断，则表示超时
   if (ret < 0 && errno == EINTR) {
     errno = ETIMEDOUT;
   }
   // 删除 alarm
   alarm(0);
   registSignal(SIGALRM, oldhandler);
   return

3. 实验代码

代码托管在 gitos 上，请使用下面的命令获取：

git clone https://git.oschina.net/ivan_allen/unp.git

如果你已经 clone 过这个代码了，请使用 ​​git pull​​​ 更新一下。本节程序所使用的程序路径是 ​​unp/program/advcio/conn_timeo/conn_timeo.cc​​​，另一个使用 alarm 为 recvfrom 设置超时的例子是 ​​unp/program/advcio/read_timeo/read_timeo_alarm​​.

4. 实验结果

ip 地址 192.168.166.4 在网络上并不存在，直接连接它就会导致 connect 函数阻塞，一直在发送 SYN 请求。

• 不使用超时的 connect

图1 不使用超时的 connect

可以看到，默认的 connect 函数超时值约为 127 秒。

• 使用超时的 connect

通过命令行 ​​--timeo​​ 选项传递超时值给 connec_timeo 函数。

图2 使用超时的 connect

5. 总结

• 掌握使用 alarm 编写超时函数的方法

练习：使用 alarm 编写一个带超时的 recvfrom 函数（答案在read_timeo 文件下可以找到）。