一、使用alarm 函數設置超時

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C++ Code?

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void?handler( int?sig) { } signal(SIGALRM,?handler); alarm( 5); int?ret?=?read(fd,?buf,? sizeof(buf)); if?(ret?==?- 1?&&?errno?==?EINTR) ????errno?=?ETIMEOUT; else? if?(ret?>=? 0) ????alarm( 0); .................

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程序大概框架如上所示，如果read在5s內被SIGALRM信號中斷而返回，則表示超時，否則未超時已讀取到數據，取消鬧鐘。但這種方法不常用，因為有時可能在其他地方使用了alarm會造成混亂。

二、使用套接字選項SO_SNDTIMEO、SO_RCVTIMEO

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C++ Code?

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setsockopt(sock,?SOL_SOCKET,?SO_RCVTIMEO,? 5); int?ret?=?read(sock,?buf,? sizeof(buf)); if?(ret?==?- 1?&&?errno?==?EWOULDBLOCK) ????errno?=?ETIMEOUT; ..........

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即使用setsockopt 函數進行設置，但這種方法可移植性比較差，不是每種系統實現都有這些選項。

三、使用select 實現超時

下面程序包含read_timeout、write_timeout、accept_timeout、connect_timeout 四個函數封裝

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C++ Code?

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/************************************************************************* ????>?File?Name:?sysutil.c ????>?Author:?Simba ????>?Mail:?dameng34@163.com ????>?Created?Time:?Sat?02?Mar?2013?10:53:06?PM?CST ?************************************************************************/ #include? "sysutil.h" /*?read_timeout?-?讀超時檢測函數，不含讀操作 ?*?fd:文件描述符 ?*?wait_seconds:等待超時秒數，?如果為0表示不檢測超時； ?*?成功（未超時）返回0，失敗返回-1，超時返回-1并且errno?=?ETIMEDOUT ?*/ int?read_timeout( int?fd,? unsigned? int?wait_seconds) { ???? int?ret?=? 0; ???? if?(wait_seconds?>? 0) ????{ ????????fd_set?read_fdset; ???????? struct?timeval?timeout; ????????FD_ZERO(&read_fdset); ????????FD_SET(fd,?&read_fdset); ????????timeout.tv_sec?=?wait_seconds; ????????timeout.tv_usec?=? 0; ???????? do ????????{ ????????????ret?=?select(fd?+? 1,?&read_fdset,? NULL,? NULL,?&timeout);? //select會阻塞直到檢測到事件或者超時 ???????????? //?如果select檢測到可讀事件發送，則此時調用read不會阻塞 ????????} ???????? while?(ret?<? 0?&&?errno?==?EINTR); ???????? if?(ret?==? 0) ????????{ ????????????ret?=?- 1; ????????????errno?=?ETIMEDOUT; ????????} ???????? else? if?(ret?==? 1) ???????????? return? 0; ????} ???? return?ret; } /*?write_timeout?-?寫超時檢測函數，不含寫操作 ?*?fd:文件描述符 ?*?wait_seconds:等待超時秒數，?如果為0表示不檢測超時； ?*?成功（未超時）返回0，失敗返回-1，超時返回-1并且errno?=?ETIMEDOUT ?*/ int?write_timeout( int?fd,? unsigned? int?wait_seconds) { ???? int?ret?=? 0; ???? if?(wait_seconds?>? 0) ????{ ????????fd_set?write_fdset; ???????? struct?timeval?timeout; ????????FD_ZERO(&write_fdset); ????????FD_SET(fd,?&write_fdset); ????????timeout.tv_sec?=?wait_seconds; ????????timeout.tv_usec?=? 0; ???????? do ????????{ ????????????ret?=?select(fd?+? 1,? NULL,?&write_fdset,? NULL,?&timeout); ????????} ???????? while?(ret?<? 0?&&?errno?==?EINTR); ???????? if?(ret?==? 0) ????????{ ????????????ret?=?- 1; ????????????errno?=?ETIMEDOUT; ????????} ???????? else? if?(ret?==? 1) ???????????? return? 0; ????} ???? return?ret; } /*?accept_timeout?-?帶超時的accept ?*?fd:?套接字 ?*?addr:?輸出參數，返回對方地址 ?*?wait_seconds:?等待超時秒數，如果為0表示正常模式 ?*?成功（未超時）返回已連接套接字，失敗返回-1，超時返回-1并且errno?=?ETIMEDOUT ?*/ int?accept_timeout( int?fd,? struct?sockaddr_in?*addr,? unsigned? int?wait_seconds) { ???? int?ret; ????socklen_t?addrlen?=? sizeof( struct?sockaddr_in); ???? if?(wait_seconds?>? 0) ????{ ????????fd_set?accept_fdset; ???????? struct?timeval?timeout; ????????FD_ZERO(&accept_fdset); ????????FD_SET(fd,?&accept_fdset); ????????timeout.tv_sec?=?wait_seconds; ????????timeout.tv_usec?=? 0; ???????? do ????????{ ????????????ret?=?select(fd?+? 1,?&accept_fdset,? NULL,? NULL,?&timeout); ????????} ???????? while?(ret?<? 0?&&?errno?==?EINTR); ???????? if?(ret?==?- 1) ???????????? return?- 1; ???????? else? if?(ret?==? 0) ????????{ ????????????errno?=?ETIMEDOUT; ???????????? return?- 1; ????????} ????} ???? if?(addr?!=? NULL) ????????ret?=?accept(fd,?( struct?sockaddr?*)addr,?&addrlen); ???? else ????????ret?=?accept(fd,? NULL,? NULL); ???? if?(ret?==?- 1) ????????ERR_EXIT( "accpet?error"); ???? return?ret; } /*?activate_nonblock?-?設置IO為非阻塞模式 ?*?fd:?文件描述符 ?*/ void?activate_nonblock( int?fd) { ???? int?ret; ???? int?flags?=?fcntl(fd,?F_GETFL); ???? if?(flags?==?- 1) ????????ERR_EXIT( "fcntl?error"); ????flags?|=?O_NONBLOCK; ????ret?=?fcntl(fd,?F_SETFL,?flags); ???? if?(ret?==?- 1) ????????ERR_EXIT( "fcntl?error"); } /*?deactivate_nonblock?-?設置IO為阻塞模式 ?*?fd:?文件描述符 ?*/ void?deactivate_nonblock( int?fd) { ???? int?ret; ???? int?flags?=?fcntl(fd,?F_GETFL); ???? if?(flags?==?- 1) ????????ERR_EXIT( "fcntl?error"); ????flags?&=?~O_NONBLOCK; ????ret?=?fcntl(fd,?F_SETFL,?flags); ???? if?(ret?==?- 1) ????????ERR_EXIT( "fcntl?error"); } /*?connect_timeout?-?帶超時的connect ?*?fd:?套接字 ?*?addr:?輸出參數，返回對方地址 ?*?wait_seconds:?等待超時秒數，如果為0表示正常模式 ?*?成功（未超時）返回0，失敗返回-1，超時返回-1并且errno?=?ETIMEDOUT ?*/ int?connect_timeout( int?fd,? struct?sockaddr_in?*addr,? unsigned? int?wait_seconds) { ???? int?ret; ????socklen_t?addrlen?=? sizeof( struct?sockaddr_in); ???? if?(wait_seconds?>? 0) ????????activate_nonblock(fd); ????ret?=?connect(fd,?( struct?sockaddr?*)addr,?addrlen); ???? if?(ret?<? 0?&&?errno?==?EINPROGRESS) ????{ ????????fd_set?connect_fdset; ???????? struct?timeval?timeout; ????????FD_ZERO(&connect_fdset); ????????FD_SET(fd,?&connect_fdset); ????????timeout.tv_sec?=?wait_seconds; ????????timeout.tv_usec?=? 0; ???????? do ????????{ ???????????? /*?一旦連接建立，套接字就可寫?*/ ????????????ret?=?select(fd?+? 1,? NULL,?&connect_fdset,? NULL,?&timeout); ????????} ???????? while?(ret?<? 0?&&?errno?==?EINTR); ???????? if?(ret?==? 0) ????????{ ????????????errno?=?ETIMEDOUT; ???????????? return?- 1; ????????} ???????? else? if?(ret?<? 0) ???????????? return?- 1; ???????? else? if?(ret?==? 1) ????????{ ???????????? /*?ret返回為1，可能有兩種情況，一種是連接建立成功，一種是套接字產生錯誤 ?????????????*?此時錯誤信息不會保存至errno變量中（select沒出錯）,因此，需要調用 ?????????????*?getsockopt來獲取?*/ ???????????? int?err; ????????????socklen_t?socklen?=? sizeof(err); ???????????? int?sockoptret?=?getsockopt(fd,?SOL_SOCKET,?SO_ERROR,?&err,?&socklen); ???????????? if?(sockoptret?==?- 1) ???????????????? return?- 1; ???????????? if?(err?==? 0) ????????????????ret?=? 0; ???????????? else ????????????{ ????????????????errno?=?err; ????????????????ret?=?- 1; ????????????} ????????} ????} ???? if?(wait_seconds?>? 0) ????????deactivate_nonblock(fd); ???? return?ret; }

下面來解析一下這些函數的封裝：
1、read_timeout ：如注釋所寫，這只是讀超時檢測函數，并不包含讀操作，如果從此函數成功返回，則此時調用read將不再阻塞，測試代碼可以這樣寫： C++ Code?

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int?ret; ret?=?read_timeout(fd,? 5); if?(ret?==? 0) ????read(fd,?buf,? sizeof(buf)); else? if?(ret?==?- 1?&&?errno?==?ETIMEOUT) ????printf( "timeout...\n"); else ????ERR_EXIT( "read_timeout");

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如果 read_timeout(fd, 0); 則表示不檢測超時，函數直接返回為0，此時再調用read 將會阻塞。

當wait_seconds 參數大于0，則進入if 括號執行，將超時時間設置為select函數的超時時間結構體，select會阻塞直到檢測到事件發生或者超時。如果select返回-1且errno 為EINTR，說明是被信號中斷，需要重啟select；如果select返回0表示超時；如果select返回1表示檢測到可讀事件；否則select返回-1 表示出錯。

2、write_timeout ：此函數跟read_timeout 函數類似，只是select 關心的是可寫事件，不再贅述。

3、accept_timeout ：此函數是帶超時的accept 函數，如果能從if (wait_seconds > 0) 括號執行后向下執行，說明select 返回為1，檢測到已連接隊列不為空，此時再調用accept 不再阻塞，當然如果wait_seconds == 0 則像正常模式一樣，accept 阻塞等待，注意，accept 返回的是已連接套接字。

4、connect_timeout ：在調用connect前需要使用fcntl 函數將套接字標志設置為非阻塞，如果網絡環境很好，則connect立即返回0，不進入if 大括號執行；如果網絡環境擁塞，則connect返回-1且errno == EINPROGRESS，表示正在處理。此后調用select與前面3個函數類似，但這里關注的是可寫事件，因為一旦連接建立，套接字就可寫。還需要注意的是當select 返回1，可能有兩種情況，一種是連接成功，一種是套接字產生錯誤，由這里可知，這兩種情況都會產生可寫事件，所以需要使用getsockopt來獲取一下。退出之前還需重新將套接字設置為阻塞。

我們可以寫個小程序測試一下connect_timeout 函數，客戶端程序如下：

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C++ Code?

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#include? "sysutil.h" int?main( void) { ???? int?sock; ???? if?((sock?=?socket(PF_INET,?SOCK_STREAM,?IPPROTO_TCP))?<? 0) ????????ERR_EXIT( "socket"); ???? struct?sockaddr_in?servaddr; ????memset(&servaddr,? 0,? sizeof(servaddr)); ????servaddr.sin_family?=?AF_INET; ????servaddr.sin_port?=?htons( 5188); ????servaddr.sin_addr.s_addr?=?inet_addr( "127.0.0.1"); ???? int?ret?=?connect_timeout(sock,?&servaddr,? 5); ???? if?(ret?==?- 1?&&?errno?==?ETIMEDOUT) ????{ ????????printf( "timeout...\n"); ???????? return? 1; ????} ???? else? if?(ret?==?- 1) ????????ERR_EXIT( "connect_timeout"); ???? struct?sockaddr_in?localaddr; ????socklen_t?addrlen?=? sizeof(localaddr); ???? if?(getsockname(sock,?( struct?sockaddr?*)&localaddr,?&addrlen)?<? 0) ????????ERR_EXIT( "getsockname"); ????printf( "ip=%s?port=%d\n",?inet_ntoa(localaddr.sin_addr),?ntohs(localaddr.sin_port)); ???? return? 0; }

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因為是在本機上測試，所以不會出現超時的情況，但出錯的情況還是可以看到的，比如不要啟動服務器端程序，而直接啟動客戶端程序，輸出如下：

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/socket$ ./echocli_timeout?
connect_timeout: Connection refused

很明顯是connect_timeout 函數返回了-1，我們也可以推算出connect_timeout 函數中，select返回1，但卻是套接字發生錯誤的情況，errno = ECONNREFUSED，所以打印出Connection refused。

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參考：

《Linux C 編程一站式學習》

《TCP/IP詳解 卷一》

《UNP》

轉載于:https://www.cnblogs.com/snake-hand/archive/2013/06/11/3132321.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux网络编程之socket（十一）：套接字I/O超时设置方法和用select实现超时的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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