自己动手实现socket的各种超时控制

在高并发的网络编程中，如果对socket的超时不加以控制，程序会死的很辛苦。

在这里，需要控制超时时间的地方基本上分为三个部分：连接超时、读超时以及写超时。

下面将按照上述超时问题依次解决之。

连接超时

处理连接超时有若干种方案，第一种比较trick，使用socket本身的属性进行设置。
可以使用该属性进行设置的原因是connect的内核实现（源文件地址）采用了如下的实现方式：

/*
*      Connect to a remote host. There is regrettably still a little
*      TCP 'magic' in here.
*/
int __inet_stream_connect(struct socket *sock, struct sockaddr *uaddr,
int addr_len, int flags)
{
//省略之前的代码
timeo = sock_sndtimeo(sk, flags & O_NONBLOCK);

if ((1 << sk->sk_state) & (TCPF_SYN_SENT | TCPF_SYN_RECV)) {
int writebias = (sk->sk_protocol == IPPROTO_TCP) &&
tcp_sk(sk)->fastopen_req &&
tcp_sk(sk)->fastopen_req->data ? 1 : 0;

/* Error code is set above */
if (!timeo || !inet_wait_for_connect(sk, timeo, writebias))
goto out;

err = sock_intr_errno(timeo);
if (signal_pending(current))
goto out;
}
//省略之后的代码
}
EXPORT_SYMBOL(__inet_stream_connect);

该函数的实现使用了socket的发送超时时间的设定。

因此，对connect进行超时控制的时候，可以采用如下的代码对socket的发送超时时间进行设置，具体流程可以描述为：

创建socket
使用setsockopt函数设定socket的具体设置，在这里设定发送超时
最后使用connect执行连接的操作。
代码如下：

int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock_fd < 0) {
perror("create sock_fd");
exit(-1);
}
struct sockaddr_in addr;
bzero(&addr,sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port=htons(g_conf.aod_port);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(g_conf.aod_host);

struct timeval timeo = {0, 0};
socklen_t len = sizeof(timeo);
timeo.tv_usec = 10*1000;//10ms
setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &timeo, len);

if(connect(sock_fd, (sockaddr*)&addr,sizeof(addr))<0){
fprintf(,stdout,"%s","CONNECT WITH AOD SERVER FAILED");
return -1;
}

另外一种对connect设定超时的方法是使用网上广为流传的select/poll方法。这种方法来自于connect函数的manuel，使用man connect，可以看见connect函数返回值的如下描述：

EINPROGRESS
The  socket  is non-blocking and the connection cannot be completed immediately.  It is possible to select(2) or
poll(2) for completion by selecting the socket for writing. After select(2) indicates writability, use  getsock-
opt(2)  to  read  the  SO_ERROR option at level SOL_SOCKET to determine whether connect() completed successfully
(SO_ERROR is zero) or unsuccessfully (SO_ERROR is one of the usual error codes listed here, explaining the  rea-
son for the failure).

根据上述的描述，我们可以使用connect的返回值做一些文章，从而完成对connect的设置。其实上述的手册已经给定了一个实现connect超时设定的基本步骤，这种方法比之前的方法复杂一些：

建立socket的文件描述符
将socket设置为非阻塞的连接模式
调用connect函数，对connect的返回值进行判定
使用select检查该socket的文件描述符是否可写
将socket重新设置为阻塞的模式