SOCKET网络编程细节问题（4）

SOCKET网络编程快速上手（二）——细节问题（4）

5.慢系统调用及EINTR

还记得前面readn和writen函数么？里面有个EINTR，现在就来谈谈这个，这个很重要。

Linux世界有个叫信号的东西，感觉他就像一位隐士，很少遇到他，而他又无处不在。当你船到桥头时，他从天而降，将你领入另一片天地。（唉，博客再写下去我都可以改行了）前面已经初步窥探了信号的神奇，一个“小小”的SIGPIPE能让我们不知道怎么回事就惨遭“灭门”。那还有其他千千万万的信号呢，是不是也会对我们写的网络程序表现出神奇的现象。答案：有！还有很多！

写到这，才发现自己还没涉及网络编程涉及的那些函数，这也是一项基础知识的学习。在前面知识的基础上，相信很快能掌握那些套接字函数。因此，那些函数的说明也就不罗嗦了，说实话，即使你用错了也影响不大，编译器会帮你发现大部分问题（当然，最好不要有这种偷懒的表现）。继续谈细节。

我们可以发现，诸如：read、write、select、connect、accept这些函数都是阻塞的，阻塞是啥意思？就是说跑到他们，如果条件不合适，程序就只能死等了，下不去了（想到了下水道，呵呵）。

话说死等就死等呗，正好拿他作为条件符合的判断依据。没错，正常想法就是这样，可万一不是因为正常原因让他苏醒，那就不好了，睡着被吵醒脾气还是很大的。有人要笑了，怎么可能，下水道堵了只有等到下水管通了才行啊，这不是很简单的道理吗？可是，我想说，还有一种可能：下水管裂了！！！扯多了，我们看一下测试程序（以accept来做试验）：

这次来高级一点的，搞个多进程，我很少用多进程，所以用错了不要笑我。服务器程序：

server_eintr
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>

#define PORT 1234
#define BACKLOG 5
#define MAXDATASIZE 1000

void sig_chld(int signo)
{
pid_t pid;
int stat = 0;

pid = wait(&stat);
printf("child %d terminated(stat:%d)\n", pid, stat);

return;
}

void signal_ex(int signo, void* func)
{
struct sigaction act, oact;

act.sa_handler = func;
sigemptyset(&act.sa_mask); //清空此信号集
act.sa_flags = 0;

if (sigaction(signo, &act, &oact) < 0)
{
printf("sig err!\n");
}

//sigaction(SIGINT, &oact, NULL); //恢复成原始状态
return;
}

int main()
{
int listenfd, connectfd;
struct sockaddr_in server;
struct sockaddr_in client;
socklen_t addrlen;
char szbuf[MAXDATASIZE + 1] = {0};
int num = 0;
pid_t pid_child;

if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
{
perror("Creating socket failed.");
exit(1);
}

int opt = SO_REUSEADDR;
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

bzero(&server, sizeof(server));
server.sin_family = AF_INET;
server.sin_port = htons(PORT);
server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1)
{
perror("Bind()error.");
exit(1);
}
if (listen(listenfd, BACKLOG) == -1)
{
perror("listen()error\n");
exit(1);
}

signal_ex(SIGCHLD, sig_chld);
while (1)
{
addrlen = sizeof(client);
printf("start accept!\n");
if ((connectfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&client, &addrlen)) == -1)
{
#if 0
if (EINTR == errno)
{
printf("EINTR!\n");
continue;
}
#endif

perror("accept()error\n");
exit(1);
}
printf("You got a connection from cient's ip is %s, prot is %d\n", inet_ntoa(client.sin_addr), htons(client.sin_port));

if (0 == (pid_child = fork()))
{
close(connectfd);
close(listenfd);
printf("child a ha!\n");
sleep(10);
exit(0);
}

close(connectfd);
connectfd = -1;
}

close(listenfd);

return 0;
}

server_eintr

客户端程序：

client_eintr
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <signal.h>

#define PORT 1234
#define MAXDATASIZE 1000

int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd, num;
char szbuf[MAXDATASIZE] = {0};
struct sockaddr_in server;

if (argc != 2)
{
printf("Usage:%s <IP Address>\n", argv[0]);
exit(1);
}

signal(SIGPIPE, SIG_IGN);

if ((sockfd=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
{
printf("socket()error\n");
exit(1);
}
bzero(&server, sizeof(server));
server.sin_family = AF_INET;
server.sin_port = htons(PORT);
server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1)
{
printf("connect()error\n");
exit(1);
}

memset(szbuf, 'a', sizeof(szbuf));
while (1)
{
printf("a send\n");
//send(sockfd, szbuf, sizeof(szbuf), 0);
sleep(10);
}

close(sockfd);

return 0;
}

client_eintr

运行后，打印如下：

server_eintr
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>

#define PORT 1234
#define BACKLOG 5
#define MAXDATASIZE 1000

void sig_chld(int signo)
{
pid_t pid;
int stat = 0;

pid = wait(&stat);
printf("child %d terminated(stat:%d)\n", pid, stat);

return;
}

void signal_ex(int signo, void* func)
{
struct sigaction act, oact;

act.sa_handler = func;
sigemptyset(&act.sa_mask); //清空此信号集
act.sa_flags = 0;

if (sigaction(signo, &act, &oact) < 0)
{
printf("sig err!\n");
}

//sigaction(SIGINT, &oact, NULL); //恢复成原始状态
return;
}

int main()
{
int listenfd, connectfd;
struct sockaddr_in server;
struct sockaddr_in client;
socklen_t addrlen;
char szbuf[MAXDATASIZE + 1] = {0};
int num = 0;
pid_t pid_child;

if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
{
perror("Creating socket failed.");
exit(1);
}

int opt = SO_REUSEADDR;
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

bzero(&server, sizeof(server));
server.sin_family = AF_INET;
server.sin_port = htons(PORT);
server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1)
{
perror("Bind()error.");
exit(1);
}
if (listen(listenfd, BACKLOG) == -1)
{
perror("listen()error\n");
exit(1);
}

signal_ex(SIGCHLD, sig_chld);
while (1)
{
addrlen = sizeof(client);
printf("start accept!\n");
if ((connectfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&client, &addrlen)) == -1)
{
#if 1
if (EINTR == errno)
{
printf("EINTR!\n");
continue;
}
#endif

perror("accept()error\n");
exit(1);
}
printf("You got a connection from cient's ip is %s, prot is %d\n", inet_ntoa(client.sin_addr), htons(client.sin_port));

if (0 == (pid_child = fork()))
{
close(connectfd);
close(listenfd);
printf("child a ha!\n");
sleep(10);
exit(0);
}

close(connectfd);
connectfd = -1;
}

close(listenfd);

return 0;
}

server_eintr

修改思路为：EINTR预示着内核中断了慢系统调用，当错误返回时，检查该错误，如果是EINTR，我们就重新启动被中断的系统调用。（有很多系统调用是不可重入的，那就不能简单地重启来解决问题了，这个要注意）下面是打印：



打印“EINTR”了，有没有，并且我重新打开客户端后，accept成功了，我们成功规避了EINTR带来的错误。同样，像read，write等其他慢系统调用也可以通过这一方式进行出错处理。这无疑使我们的程序更加健壮。这当然是必须的了。

不过，还有两个注意点：首先，在这个测试代码里，有些人会说我是不是傻啊，现成的signal不用，为啥要自己封装一个函数（用sigaction）？这里面确实是有原因的，有心的人可以测试一下，两者的结果是不同的，至于原因，可以自己去寻找一下。

另外，前面也提到，并不是所有系统调用都能重新启动的，网络编程里也有这样的家伙，像connect。试想一下，connect调用后就发起了TCP的三次握手，这个过程完全取决于网络和底层协议栈的响应了，这个过程一旦开始，就停不下来了，更谈不上再来一次，这点也是很容易想明白的。

那么，connect遇到EINTR错误该怎么办呢？很想这一节给出的。不过想要把这个问题说明白还需要构造测试代码，还是放到下一节吧。TCP编程方面的知识差不多只积累了这么多，相信对于那么厚的《UNIX网络编程》来说，只能算是冰山一角，后续再慢慢学习补充吧。不过，既然是“快速上手”，我也是要对得住标题的，在目前看过的网络程序代码，上述知识基本能成就一个完整、稳健的网络连接程序了（不考虑上层应用的复杂度）。在下一节给出connect的使用方法及完整的TCP客户端和服务器代码。