Linux下Socket連接超時的一種實現方法

目前各平台通用的設置套接字（Socket）連接超時的辦法是：

創建套接字，將其設置成非阻塞狀態。

調用connect連接對端主機，如果失敗，判斷當時的errno是否為EINPROGRESS，也就是說是不是連接正在進行中，如果是，轉到步驟3，如果不是，返回錯誤。

用select在指定的超時時間內監聽套接字的寫就緒事件，如果select有監聽到，證明連接成功，否則連接失敗。

以下是Linux環境下的示例代碼:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <errno.h>
#include <time.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
        int fd, retval;
        struct sockaddr_in addr;
        struct timeval timeo = {3, 0};
        socklen_t len = sizeof(timeo);
        fd_set set;
        fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (argc == 4)
                timeo.tv_sec = atoi(argv[3]);
        fcntl(fd, F_SETFL, fcntl(fd, F_GETFL) | O_NONBLOCK);
        addr.sin_family = AF_INET;
        addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
        addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
        printf("%d\n", time(NULL));
        if (connect(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == 0) {
                printf("connected\n");
                return 0;
        }
        if (errno != EINPROGRESS) {
                perror("connect");
                return -1;
        }
        FD_ZERO(&set);
        FD_SET(fd, &set);
        retval = select(fd + 1, NULL, &set, NULL, &timeo);
        if (retval == -1) {
                perror("select");
                return -1;
        } else if(retval == 0) {
                fprintf(stderr, "timeout\n");
                printf("%d\n", time(NULL));
                return 0;
        }
        printf("connected\n");
        return 0;
}

實際運行結果如下:

xiaosuo@gentux perl $ ./a.out 10.16.101.1 90
1180289276
timeout
1180289279
xiaosuo@gentux perl $ ./a.out 10.16.101.1 90 1
1180289281
timeout
1180289282

可以看到，以上代碼工作的很好，並且如果你想知道連接發生錯誤時的確切信息的話，你可以用getsocketopt獲得:

　　int error;
socklen_t errorlen = sizeof(error);
　　getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &error, &errorlen);

但是多少有些復雜，如果有象SO_SNDTIMO/SO_RCVTIMO一樣的套接字參數可以讓超時操作跳過select的話，世界將變得更美好。當然你還可以選用象apr一樣提供了簡單接口的庫，但我這裡要提的是另一種方法。

呵呵，引子似乎太長了點兒。讀Linux內核源碼的時候偶然發現其connect的超時參數竟然和用SO_SNDTIMO操作的參數一致:

File: net/ipv4/af_inet.c

　 559　　　timeo = sock_sndtimeo(sk, flags & O_NONBLOCK);
　 560
　 561　　　if ((1 << sk->sk_state) & (TCPF_SYN_SENT | TCPF_SYN_RECV)) {
　 562　　　　　/* Error code is set above */
　 563　　　　　if (!timeo || !inet_wait_for_connect(sk, timeo))
　 564　　　　　　　goto out;
　 565
　 566　　　　　err = sock_intr_errno(timeo);
　 567　　　　　if (signal_pending(current))
　 568　　　　　　　goto out;
　 569　　　}

這意味著：在Linux平台下，可以通過在connect之前設置SO_SNDTIMO來達到控制連接超時的目的。簡單的寫了份測試代碼:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <errno.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
        int fd;
        struct sockaddr_in addr;
        struct timeval timeo = {3, 0};
        socklen_t len = sizeof(timeo);
        fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (argc == 4)
                timeo.tv_sec = atoi(argv[3]);
        setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &timeo, len);
        addr.sin_family = AF_INET;
        addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
        addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
        if (connect(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == -1) {
                if (errno == EINPROGRESS) {
                        fprintf(stderr, "timeout\n");
                        return -1;
                }
                perror("connect");
                return 0;
        }
        printf("connected\n");
        return 0;
}

執行結果:

xiaosuo@gentux perl $ ./a.out 10.16.101.1 90
1180290583
timeout
1180290586
xiaosuo@gentux perl $ ./a.out 10.16.101.1 90 2
1180290590
timeout
1180290592

和設想完全一致！