Linux网络编程（九） 非阻塞式I/O

套接字的默认状态是阻塞的。当发出一个不能立即完成的套接字调用时，其进程将被投入到睡眠，等待相应操作完成。可能阻塞的套接字调用可分为以下四类：
（1）输入操作，包括read、readv、recv、recvfrom和recvmsg等5个函数

对于非阻塞的套接字，如果输入操作不能被满足，相应的调用立即返回一个EWOULDBLOCK错误

（2）输出操作，包括write、writev、send、sendto和sendmsg共5个函数内核从应用进程的缓冲区复制数据到套接字的发送缓冲区

对于一个非阻塞的套接字，如果其发送缓冲区没有空间，输出函数调用将立即返回一个EWOULDBLOCK.如果其缓冲区中有一些空间，返回值将是内核能够复制到该缓冲区中的字节数

（3）接受外来连接，即accept函数。如果对一个阻塞的套接字调用accept函数，并且尚无新连接到达，调用进程将被投入到睡眠

如果对一个非阻塞的套接字调用accept函数，并且尚无新连接到达，accept调用将立即返回一个EWOULDBLOCK错误

（4）发起外出连接，即用于TCP的connect函数。connect函数一直等到收到对于自己SYN的ACK才会返回，意味着每个connect都会阻塞其调用进程至少一个服务器的RTT时间

如果对一个非阻塞的套接字调用connect，并且连接不能立即建立，那么连接的建立能够照样发起（送出三路握手的第一个分组），不过会返回一个EINPROGRESS错误。但是如果服务器与客户处于同一个主机的情况下，连接一般可以立即建立，也需要预备connect立即成功返回的情况

1.非阻塞的connect

当在一个非阻塞的套接字上调用connect时，connect将立即返回一个EINPROGRESS错误，不过已经发起三路握手继续进行。我们可以用select检测这个连接建立成功或失败的条件。非阻塞的connect有三个用途

（1）我们可以把三路握手叠加在其他处理上。在建立连接的这段时间中，我们可以执行其他操作

（2）我们可以同时建立多个连接

（3）我们可一个给select一个时间限制，使得我们缩短connect的超时时间

关于select和connect：
当连接建立成功时，描述符变为可写

当连接遇到错误时，描述符变为既可以写又可以读

下面我们发起一个非阻塞的connect：

  1: #include"unp.h"

  2: int connect_nonb(int sockfd,const SA*saptr,socklen_t salen,int nsec)

  3: {

  4: int flags,n,error;

  5: socklen_t len;

  6: struct timeval tval;

  7: fd_set rset,wset;

  8: flags=fcntl(sockfd,F_GETFL,0);

  9: fcntl(sockfd,F_SETFL,flags|O_NONBLOCK);

 10: error=0;

 11: if((n=connect(sockfd,saptr,salen))<0)

 12: if(errno!=EINPROGRESS)

 13: return(-1);

 14: if(n==0)

 15: goto done;    //连接立即建立成功

 16: FD_ZERO(&rset);

 17: FD_SET(sockfd,&rset);

 18: wset=rset;

 19: if((n=select(sockfd+1,&rset,&wset,NULL,nsec?&tval:NULL))==0)

 20: {

 21: close(sockfd);

 22: errno=ETIMEOUT;

 23: return(-1);

 24: }

 25: ...................

 26: ...................//判断是否sockfd既可以读又可以写（出现错误）

 27: }

假设connect被信号中断，如果不能由内核重启，那么它将返回EINTR。我们不能再次调用connect等待未完成的连接继续完成。这样做导致返回EADDRINUSE

我们只能调用select等待套接字变为可写或者出错

2.非阻塞accept

考虑如下情况：
·客户建立连接后终止它

·select向服务器返回可读条件，不过服务器等待一小段时间才调用accept

·在服务器从select返回到调用accept期间，服务器TCP收到来自客户的RST

·这个已完成连接被服务器去除出已完成连接队列，队中没有其他已完成的连接

·服务器调用accept，阻塞

为了避免上述情况，我们采用以下方法：
（1）当select获悉某个监听套接字上何时有已完成连接准备好时，总是把这个监听套接字设置为非阻塞

（2）在后续调用accept时忽略以下错误：EWOULDBLOCK、ECONNABORTED、EINTR