网络超时检测-11.9

应用场景

在网络通信中，很多操作会使得进程阻塞：
- TCP套接字中的recv/accept
- UDP套接字中的recvfrom
超时检测的必要性
- 避免进程在没有数据时无限制地阻塞
- 实现某些特定协议要求，比如某些设备规定，发送请求数据后，如果多长时间后没有收到来自设备的回复，需要做出一些特殊处理

自带超时参数的函数

如使用select/poll/epoll函数最后一个参数可以设置超时。

1）select设置超时

struct timeval tm = {2, 0};//设置2s打算阻塞
sret = select(maxfd + 1, &tempfds, NULL, NULL, &tm);
第五个参数：
 struct timeval {
     long    tv_sec;         /*秒*/
     long    tv_usec;        /*微秒*/
 };

2.poll

 int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
   第三个参数：时间单位是毫秒 -1阻塞， 2000=2s
   ret = poll(event, num, 2000);//超时检测时间为2s

3.epoll 设置的是epoll_wait


 int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,
                      int maxevents, int timeout);
  第四个参数：时间单位是毫秒 -1阻塞， 2000=2s
  ret = epoll_wait(epfd, events, 20, 2000);
设置超时后的返回值都为：<0  error
                        =0   超时
                        >0   正确

2.利用setsockopt属性设置

Linux中socket属性

选项名称	说明	数据类型
==== SOL_SOCKET 应用层 ====
SO_BROADCAST	允许发送广播数据	int
SO_DEBUG	允许调试	int
SO_DONTROUTE	不查找路由	int
SO_ERROR	获得套接字错误	int
SO_KEEPALIVE	保持连接	int
SO_LINGER	延迟关闭连接	struct linger
SO_OOBINLINE	带外数据放入正常数据流	int
SO_RCVBUF	接收缓冲区大小	int
SO_SNDBUF	发送缓冲区大小	int
SO_RCVLOWAT	接收缓冲区下限	int
SO_SNDLOWAT	发送缓冲区下限	int
SO_RCVTIMEO	接收超时	struct timeval
SO_SNDTIMEO	发送超时	struct timeval
SO_REUSEADDR	允许重用本地地址和端口	int
SO_TYPE	获得套接字类型	int
SO_BSDCOMPAT	与BSD系统兼容	int
==== IPPROTO_IP 网络层 ====
IP_HDRINCL	在数据包中包含IP首部	int
IP_OPTINOS	IP首部选项	int
IP_TOS	服务类型	int
IP_TTL	生存时间	int
IP_ADD_MEMBERSHIP	将指定的IP加入多播组	struct ip_mreq
==== IPPRO_TCP 传输层 ====
TCP_MAXSEG	TCP最大数据段的大小	int
TCP_NODELAY	不使用Nagle算法	int

功能：设置/获取网络属性;
原型：
       #include <sys/types.h>          /* See NOTES */
       #include <sys/socket.h>

       int getsockopt(int sockfd, int level, int optname,
 void *optval, socklen_t *optlen);
       int setsockopt(int sockfd, int level, int optname,
const void *optval, socklen_t optlen);
参数：
    int sockfd：指定要设置/获取哪个套接字的属性;
    int level：指定要控制的协议层次;
        SOL_SOCKET：应用层 通用套接字选项;  man 7 socket
        IPPROTO_TCP：TCP选项               man 7 TCP
        IPPROTO_UDP：UDP选项               man 7 UDP
        IPPROTO_IP：IP选项;                man 7 IP
    int optname：指定要控制的内容，指定控制方式；
      --- SOL_SOCKET: man 7 socket -----
        SO_REUSEADDR：允许端口快速重用   optval: int*
        SO_BROADCAST：允许广播          optval: int*   
        SO_RCVBUF/SO_SNDBUF：接收缓冲区 发送缓冲区大小
        SO_RCVTIMEO/SO_SNDTIMEO：接收超时时间，发送超时时间
    void *optval：根据optname不同，该类型不同;（数据类型）
    socklen_t optlen/socklen_t *optlen：真实的optval指针指向的内存空间的大小;
返回值：
    成功，返回0；
    失败，返回-1，更新errno;

3、利用alarm定时器设置

#include <unistd.h>
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
功能：在进程中设置一个定时器
参数：seconds：定时时间，单位为秒
返回值：如果调用此alarm()前，进程中已经设置了闹钟时间，则
	返回上一个闹钟时间的剩余时间，否则返回0。

alarm(5) 闹钟   定时器
//5秒之后会，会有一个信号产生(SIGALRM)
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act,
                     struct sigaction *oldact);
 功能：对接收到的指定信号处理
	signum  信号		 
struct sigaction 
{
    void     (*sa_handler)(int); //信号处理函数
    void     (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);  //信号处理函数
    sigset_t   sa_mask;
    int        sa_flags;      //信号属性; SA_RESTART自重启属性
#define SA_RESTART  0x10000000
    void     (*sa_restorer)(void);
           };     
    //设置信号属性
    struct sigaction act;
    sigaction(SIGALRM,NULL,&act);//获取原属性
    act.sa_handler=handler;//修改属性
    sigaction(SIGALRM,&act,NULL);//将修改的属性设置回去
   
注：在recv前调用alarm函数
   alarm的 SIGALRM信号产生后会打断(终端)下面的系统调用recv;
   打断后相当于recv错误返回。
   信号改变行为后，当前进程所有行为都被改变，若想要再次改变回原行为，需要再次执行sigaction.

注意：一个进程只能有一个闹钟时间。如果在调用alarm时已设置过闹钟时间，则之前的闹钟时间被新值所代替,时间到了会给进程发送一个SIGALRM信号，这个信号也有结束进程的功能

#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>

void handler(int sig)
{
    printf("timeout................\n");
}

int main(int argc, char const *argv[])
{   
    struct sigaction act;
    sigaction(SIGALRM,NULL,&act);//获取原属性
    act.sa_handler=handler;//修改属性
    sigaction(SIGALRM,&act,NULL);//将修改的属性设置回去

    // sigaction(int signum, const struct sigaction *act,struct sigaction *oldact);
    char buf[64]={};
    while (1)
    {   
        alarm(2);
        printf("hello\n");
        fgets(buf,sizeof(buf),stdin);
        printf("fgets阻塞接触\n");
        int ret=alarm(2);
        printf("%d\n",ret);
        read(0,buf,sizeof(buf));
        printf("read阻塞接触\n");
        printf("buf:%s\n",buf);
    }
    
    return 0;
}