在TCP網絡通信中，經常會出現客戶端和服務器之間的非正常斷開，需要實時檢測查詢鏈接狀態。常用的解決方法就是在程序中加入心跳機制。
從網絡上找到，主要有以下方法實現TCP異常斷開的檢測：
SO_KEEPALIVE,SIO_KEEPALIVE_VALS 和Heart-Beat線程。
(1)SO_KEEPALIVE 機制
這是socket庫提供的功能，設置接口是setsockopt API：
BOOL bSet=TRUE;
setsockopt(hSocket,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,(const char*)&bSet,sizeof(BOOL));
根據MSDN的文檔，如果為socket設置了KEEPALIVE選項，TCP/IP棧在檢測到對方掉線後，
任何在該socket上進行的調用(發送/接受調用)就會立刻返回，錯誤號是WSAENETRESET ；
同時，此後的任何在該socket句柄的調用會立刻失敗，並返回WSAENOTCONN錯誤。
該機制的缺點：
一、SO_KEEPALIVE無法控制，它會每時每刻都發；
二、SO_KEEPALIVE設置空閒2小時才發送一個“保持存活探測分節”，不能保證實時檢測。對於判斷網絡斷開時間太長，對於需要及時響應的程序不太適應。
當然也可以修改時間間隔參數，但是會影響到所有打開此選項的套接口！關聯了完成端口的socket可能會忽略掉該套接字選項。
(2)SIO_KEEPALIVE_VALS 機制
設置接口是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() ;
}
實現時需要添加tcp_keepalive and SIO_KEEPALIVE_VALS的定義文件MSTCPiP.h
該選項不同於SO_KEEPALIVE 機制的就是它是針對單個連接的，對系統其他的套接
口並不影響。
針對完成端口的socket,設置了SIO_KEEPALIVE_VALS後，激活包由TCP STACK來負責。
當網絡連接斷開後，TCP STACK並不主動告訴上層的應用程序，但是當下一次RECV或者SEND操作
進行後，馬上就會返回錯誤告訴上層這個連接已經斷開了.如果檢測到斷開的時候，在這個連接
上有正在PENDING的IO操作，則馬上會失敗返回.
該機制的缺點：
不通用。MS的API只能用於Windows。
(3)Heart-Beat線程
這個是最常用的簡單方法。在接收和發送數據時個人設計一個守護進程，定時發送Heart-Beat包，客戶端/服務器收到該小包後，立刻返回相應的包即可檢測對方是否實時在線。
該方法的好處是通用，但缺點就是會改變現有的通訊協議！大家一般都是使用業務層心跳來處理，主要是靈活可控。
UNIX網絡編程不推薦使用SO_KEEPALIVE來做心跳檢測，還是在業務層以心跳包做檢測比較好，也方便控制，樓上給的代碼是UNIX下的，WIN下不適用。Windows下此處的”非正常斷開”指TCP連接不是以優雅的方式斷開,如網線故障等物理鏈路的原因,還有突然主機斷電等原因。
有兩種方法可以檢測:1.TCP連接雙方定時發握手消息 2.利用TCP協議棧中的KeepAlive探測
第二種方法簡單可靠,只需對TCP連接兩個Socket設定KeepAlive探測。
第一種方法是自己給SOCKET設置個timeout，如果超時則認為對方客戶端斷掉，需重新連接.
//處理通信
void do_client_work(int client_sock,struct sockaddr_in client)
{
unsigned char cmd;
int val;
char *VideoPtr;
send_client_info(client_sock,"hello",5);
TCP_VIDEO_AGAIN_FLAG = 1;
printf("\nrecv start ...\n");
while(1) {
fd_set rds;
struct timeval step;
int ret;
FD_ZERO(&rds);
FD_SET(client_sock,&rds);
step.tv_sec = 0;
step.tv_usec = 1000;
ret = select(client_sock+1,&rds,NULL,NULL,&step);
if(ret < 0) {
perror("select");
exit(-1);
}
if(ret == 0) {
...//執行等待超時命令
} else if(FD_ISSET(client_sock,&rds)) {
val = recv_client_info(client_sock,&cmd,1);
if(val < 0) {
break;
} else {
...//執行讀寫客戶端數據操作
if(TcpOutFlag==1) {
TcpOutFlag=0;
break;
}
}
}
}
}
//TCP接收數據
int recv_client_info(int client_sock,char* info,int length)
{
int num;
struct timeval tv;
tv.tv_sec = 15;
tv.tv_usec = 0;
if (setsockopt(client_sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv, sizeof(tv))>=0) {
num = recv(client_sock,info,length,MSG_NOSIGNAL);
if(num < 0) {
perror("recv");
return 0;
} else if(num == 0) {
printf("recv over\n");
return -2;
} else {
pthread_mutex_lock(&mutex);
TCP_Timeout = 0;
pthread_mutex_unlock(&mutex);
return 0;
}
} else {
printf("TCP CONNECT超時...\n");
return -1;
}
}
第二種方法在Linux,Window2000下的實現Windows 2000平台下
頭文件
#include <mstcpip.h>
//定義結構及宏
struct TCP_KEEPALIVE {
u_longonoff;
u_longkeepalivetime;
u_longkeepaliveinterval;
} ;
tcp_keepalive live,liveout;
live.keepaliveinterval=500;
live.keepalivetime=3000;
live.onoff=TRUE;
int iRet = setsockopt(Socket,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,(char *)Opt,sizeof(int));
if(iRet == 0){
DWORD dw;
if(WSAIoctl(Socket,SIO_KEEPALIVE_VALS,&live,sizeof(live),&liveout,sizeof(liveout),&dw,NULL,NULL)== SOCKET_ERROR){
//Delete Client
return;
}
}
ACE下代碼
int Opt = 1;
//在測試過程中，發現檢測的次數是5次，即下面的設置中，從最近一次消息開始計算的10秒後，每次間隔5秒，連續發送5次，即
//35秒發現網絡斷了
tcp_keepalive live,liveout;
live.keepaliveinterval=5000; //每次檢測的間隔 （單位毫秒）
live.keepalivetime=10000; //第一次開始發送的時間（單位毫秒）
live.onoff=TRUE;
int iRet = stream.set_option(SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,&Opt,sizeof(int));
if(iRet == 0){
DWORD dw;
//此處顯示了在ACE下獲取套接字的方法，即句柄的(SOCKET)化就是句柄
if(WSAIoctl((SOCKET)h,SIO_KEEPALIVE_VALS,&live,sizeof(live),&liveout,sizeof(liveout),&dw,NULL,NULL)== SOCKET_ERROR){
//Delete Client
return;
}
}
Linux平台下
#include "/usr/include/linux/tcp.h"
#include "/usr/include/linux/socket.h"
////KeepAlive實現，單位秒
//下面代碼要求有ACE,如果沒有包含ACE,則請把用到的ACE函數改成linux相應的接口
int keepAlive = 1;//設定KeepAlive
int keepIdle = 5;//開始首次KeepAlive探測前的TCP空閉時間
int keepInterval = 5;//兩次KeepAlive探測間的時間間隔
int keepCount = 3;//判定斷開前的KeepAlive探測次數
if(setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,(void*)&keepAlive,sizeof(keepAlive)) == -1)
{
ACE_DEBUG ((LM_INFO,
ACE_TEXT ("(%P|%t) setsockopt SO_KEEPALIVE error!n")));
}
if(setsockopt(s,SOL_TCP,TCP_KEEPIDLE,(void *)&keepIdle,sizeof(keepIdle)) == -1)
{
ACE_DEBUG ((LM_INFO,
ACE_TEXT ("(%P|%t) setsockopt TCP_KEEPIDLE error!n")));
}
if(setsockopt(s,SOL_TCP,TCP_KEEPINTVL,(void *)&keepInterval,sizeof(keepInterval)) == -1)
{
ACE_DEBUG ((LM_INFO,
ACE_TEXT ("(%P|%t) setsockopt TCP_KEEPINTVL error!n")));
}
if(setsockopt(s,SOL_TCP,TCP_KEEPCNT,(void *)&keepCount,sizeof(keepCount)) == -1)
{
ACE_DEBUG ((LM_INFO,
ACE_TEXT ("(%P|%t)setsockopt TCP_KEEPCNT error!n")));
}
假設一種情況：一個socket TCP監聽進程監聽數據的時候如何接收關閉文件的socket連接？
不用並發
read/recv函數返回0均表示正常結束。此時關閉即可。如果用select/poll/epoll管理，該套接字也會讀就緒，然後調用recv/read返回0。
對於異常關閉如網絡崩潰、主機宕機等，可通過設置SO_KEEPALIVE設置保活，協議會按照設定間隔自動發送探測分節。該選項分為設置無數據首次探測時間、探測間隔、探測次數控制TCP是否出錯。如果你設置首次探測在10秒之後、探測間隔3次，探測次數3次，則最多30秒之後將給應用層返回一個對方非正常關閉的異常，此時可通過獲得errno得到對應錯誤，read/recv返回為-1。具體代碼是：
void setKeepAlive( int iSockfd , socklen_t iIdleTime , socklen_t iInterval , socklen_t iCount )
{
setsockopt( iSockfd , SOL_SOCKET , SO_KEEPALIVE , (const char*)&iSockAttrOn , sizeof(iSockAttrOn) );
setsockopt( iSockfd , SOL_TCP , TCP_KEEPIDLE , (const char*)&iIdleTime , sizeof(iIdleTime) );
setsockopt( iSockfd , SOL_TCP , TCP_KEEPINTVL , (const char*)&iInterval,sizeof(iInterval) );
setsockopt( iSockfd , SOL_TCP , TCP_KEEPCNT , (const char*)&iCount,sizeof(iCount) );
}
