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我的插座似乎有问题。下面,您将看到一些分叉服务器和客户端的代码。服务器打开一个 TCP 套接字,客户端连接到它然后关闭它。睡眠用于协调时间。在客户端 close() 之后,服务器尝试 write() 到它自己的 TCP 连接端。根据 write(2) 手册页,这应该给我一个 SIGPIPE 和一个 EPIPE errno。但是,我没有看到这一点。从服务器的角度来看,对本地关闭套接字的写入成功,并且没有 EPIPE 我看不到服务器应该如何检测客户端已关闭套接字。

在客户端关闭和服务器尝试写入之间的间隙,调用 netstat 会显示连接处于 CLOSE_WAIT/FIN_WAIT2 状态,因此服务器端应该可以拒绝写入。

作为参考,我在 Debian Squeeze 上,uname -r 是 2.6.39-bpo.2-amd64。

这里发生了什么?


#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/select.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>

#include <netdb.h>

#define SERVER_ADDRESS "127.0.0.7"
#define SERVER_PORT 4777


#define myfail_if( test, msg ) do { if((test)){ fprintf(stderr, msg "\n"); exit(1); } } while (0)
#define myfail_unless( test, msg ) myfail_if( !(test), msg )

int connect_client( char *addr, int actual_port )
{
    int client_fd;

    struct addrinfo hint;
    struct addrinfo *ailist, *aip;


    memset( &hint, '\0', sizeof( struct addrinfo ) );
    hint.ai_socktype = SOCK_STREAM;

    myfail_if( getaddrinfo( addr, NULL, &hint, &ailist ) != 0, "getaddrinfo failed." );

    int connected = 0;
    for( aip = ailist; aip; aip = aip->ai_next ) {
        ((struct sockaddr_in *)aip->ai_addr)->sin_port = htons( actual_port );
        client_fd = socket( aip->ai_family, aip->ai_socktype, aip->ai_protocol );

        if( client_fd == -1) { continue; }
        if( connect( client_fd, aip->ai_addr, aip->ai_addrlen) == 0 ) {
            connected = 1;
            break;
        }
        close( client_fd );
    }

    freeaddrinfo( ailist );

    myfail_unless( connected, "Didn't connect." );
    return client_fd;
}


void client(){
    sleep(1);
    int client_fd = connect_client( SERVER_ADDRESS, SERVER_PORT );

    printf("Client closing its fd... ");
    myfail_unless( 0 == close( client_fd ), "close failed" );
    fprintf(stdout, "Client exiting.\n");
    exit(0);
}


int init_server( struct sockaddr * saddr, socklen_t saddr_len )
{
    int sock_fd;

    sock_fd = socket( saddr->sa_family, SOCK_STREAM, 0 );
    if ( sock_fd < 0 ){
        return sock_fd;
    }

    myfail_unless( bind( sock_fd, saddr, saddr_len ) == 0, "Failed to bind." );
    return sock_fd;
}

int start_server( const char * addr, int port )
{
    struct addrinfo *ailist, *aip;
    struct addrinfo hint;
    int sock_fd;

    memset( &hint, '\0', sizeof( struct addrinfo ) );
    hint.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    myfail_if( getaddrinfo( addr, NULL, &hint, &ailist ) != 0, "getaddrinfo failed." );

    for( aip = ailist; aip; aip = aip->ai_next ){
        ((struct sockaddr_in *)aip->ai_addr)->sin_port = htons( port );
        sock_fd = init_server( aip->ai_addr, aip->ai_addrlen );
        if ( sock_fd > 0 ){
            break;
        } 
    }
    freeaddrinfo( aip );

    myfail_unless( listen( sock_fd, 2 ) == 0, "Failed to listen" );
    return sock_fd;
}


int server_accept( int server_fd )
{
    printf("Accepting\n");
    int client_fd = accept( server_fd, NULL, NULL );
    myfail_unless( client_fd > 0, "Failed to accept" );
    return client_fd;
}


void server() {
    int server_fd = start_server(SERVER_ADDRESS, SERVER_PORT);
    int client_fd = server_accept( server_fd );

    printf("Server sleeping\n");
    sleep(60);

    printf( "Errno before: %s\n", strerror( errno ) );
    printf( "Write result: %d\n", write( client_fd, "123", 3 ) );
    printf( "Errno after:  %s\n", strerror( errno ) );

    close( client_fd );
}


int main(void){
    pid_t clientpid;
    pid_t serverpid;

    clientpid = fork();

    if ( clientpid == 0 ) {
        client();
    } else {
        serverpid = fork();

        if ( serverpid == 0 ) {
            server();
        }
        else {
            int clientstatus;
            int serverstatus;

            waitpid( clientpid, &clientstatus, 0 );
            waitpid( serverpid, &serverstatus, 0 );

            printf( "Client status is %d, server status is %d\n", 
                    clientstatus, serverstatus );
        }
    }

    return 0;
}
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5 回答 5

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这就是 Linux 手册页中关于writeand的内容EPIPE

   EPIPE  fd is connected to a pipe or socket whose reading end is closed.
          When this happens the writing process will also receive  a  SIG-
          PIPE  signal.  (Thus, the write return value is seen only if the
          program catches, blocks or ignores this signal.)

当 Linux 使用 apipe或 asocketpair时,它可以并且将检查该对的读取端,这两个程序将演示:

void test_socketpair () {
    int pair[2];
    socketpair(PF_LOCAL, SOCK_STREAM, 0, pair);
    close(pair[0]);
    if (send(pair[1], "a", 1, MSG_NOSIGNAL) < 0) perror("send");
}

void test_pipe () {
    int pair[2];
    pipe(pair);
    close(pair[0]);
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
    if (write(pair[1], "a", 1) < 0) perror("send");
    signal(SIGPIPE, SIG_DFL);
}

Linux 能够这样做,因为内核对管道或连接对的另一端具有先天的知识。但是,在使用 时connect,有关套接字的状态由协议栈维护。您的测试演示了这种行为,但下面是一个在单个线程中完成所有操作的程序,类似于上面的两个测试:

int a_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
const int one = 1;
setsockopt(a_sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &one, sizeof(one));
struct sockaddr_in a_sin = {0};
a_sin.sin_port = htons(4321);
a_sin.sin_family = AF_INET;
a_sin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_LOOPBACK);
bind(a_sock, (struct sockaddr *)&a_sin, sizeof(a_sin));
listen(a_sock, 1);
int c_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
fcntl(c_sock, F_SETFL, fcntl(c_sock, F_GETFL, 0)|O_NONBLOCK);
connect(c_sock, (struct sockaddr *)&a_sin, sizeof(a_sin));
fcntl(c_sock, F_SETFL, fcntl(c_sock, F_GETFL, 0)&~O_NONBLOCK);
struct sockaddr_in s_sin = {0};
socklen_t s_sinlen = sizeof(s_sin);
int s_sock = accept(a_sock, (struct sockaddr *)&s_sin, &s_sinlen);
struct pollfd c_pfd = { c_sock, POLLOUT, 0 };
if (poll(&c_pfd, 1, -1) != 1) perror("poll");
int erropt = -1;
socklen_t errlen = sizeof(erropt);
getsockopt(c_sock, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &erropt, &errlen);
if (erropt != 0) { errno = erropt; perror("connect"); }
puts("P|Recv-Q|Send-Q|Local Address|Foreign Address|State|");
char cmd[256];
snprintf(cmd, sizeof(cmd), "netstat -tn | grep ':%hu ' | sed 's/  */|/g'",
         ntohs(s_sin.sin_port));
puts("before close on client"); system(cmd);
close(c_sock);
puts("after close on client"); system(cmd);
if (send(s_sock, "a", 1, MSG_NOSIGNAL) < 0) perror("send");
puts("after send on server"); system(cmd);
puts("end of test");
sleep(5);

如果你运行上面的程序,你会得到类似这样的输出:

P|Recv-Q|Send-Q|Local Address|Foreign Address|State|
before close on client
tcp|0|0|127.0.0.1:35790|127.0.0.1:4321|ESTABLISHED|
tcp|0|0|127.0.0.1:4321|127.0.0.1:35790|ESTABLISHED|
after close on client
tcp|0|0|127.0.0.1:35790|127.0.0.1:4321|FIN_WAIT2|
tcp|1|0|127.0.0.1:4321|127.0.0.1:35790|CLOSE_WAIT|
after send on server
end of test

这表明write套接字转换到CLOSED状态需要一个时间。要找出发生这种情况的原因,事务的 TCP 转储可能很有用:

16:45:28 127.0.0.1 > 127.0.0.1
 .809578 IP .35790 > .4321: S 1062313174:1062313174(0) win 32792 <mss 16396,sackOK,timestamp 3915671437 0,nop,wscale 7>
 .809715 IP .4321 > .35790: S 1068622806:1068622806(0) ack 1062313175 win 32768 <mss 16396,sackOK,timestamp 3915671437 3915671437,nop,wscale 7>
 .809583 IP .35790 > .4321: . ack 1 win 257 <nop,nop,timestamp 3915671437 3915671437>
 .840364 IP .35790 > .4321: F 1:1(0) ack 1 win 257 <nop,nop,timestamp 3915671468 3915671437>
 .841170 IP .4321 > .35790: . ack 2 win 256 <nop,nop,timestamp 3915671469 3915671468>
 .865792 IP .4321 > .35790: P 1:2(1) ack 2 win 256 <nop,nop,timestamp 3915671493 3915671468>
 .865809 IP .35790 > .4321: R 1062313176:1062313176(0) win 0

前三行代表 3 次握手。第四行是FIN客户端发送给服务器的数据包,第五行是ACK来自服务器的确认接收。第六行是服务器尝试向PUSH设置了标志的客户端发送 1 个字节的数据。最后一行是客户端RESET数据包,它导致连接的 TCP 状态被释放,这也是为什么第三个netstat命令在上面的测试中没有产生任何输出的原因。

因此,服务器不知道客户端将重置连接,直到它尝试向它发送一些数据。重置的原因是因为客户端调用了close,而不是其他东西。

服务器无法确定客户端实际发出了什么系统调用,它只能跟随 TCP 状态。例如,我们可以用close调用来shutdown代替调用。

//close(c_sock);
shutdown(c_sock, SHUT_WR);

shutdown和之间的区别在于closeshutdown它只控制连接的状态,同时close也控制代表套接字的文件描述符的状态。Ashutdown不会close是套接字。

输出将随着shutdown更改而有所不同:

P|Recv-Q|Send-Q|Local Address|Foreign Address|State|
before close on client
tcp|0|0|127.0.0.1:4321|127.0.0.1:56355|ESTABLISHED|
tcp|0|0|127.0.0.1:56355|127.0.0.1:4321|ESTABLISHED|
after close on client
tcp|1|0|127.0.0.1:4321|127.0.0.1:56355|CLOSE_WAIT|
tcp|0|0|127.0.0.1:56355|127.0.0.1:4321|FIN_WAIT2|
after send on server
tcp|1|0|127.0.0.1:4321|127.0.0.1:56355|CLOSE_WAIT|
tcp|1|0|127.0.0.1:56355|127.0.0.1:4321|FIN_WAIT2|
end of test

TCP 转储也将显示不同的内容:

17:09:18 127.0.0.1 > 127.0.0.1
 .722520 IP .56355 > .4321: S 2558095134:2558095134(0) win 32792 <mss 16396,sackOK,timestamp 3917101399 0,nop,wscale 7>
 .722594 IP .4321 > .56355: S 2563862019:2563862019(0) ack 2558095135 win 32768 <mss 16396,sackOK,timestamp 3917101399 3917101399,nop,wscale 7>
 .722615 IP .56355 > .4321: . ack 1 win 257 <nop,nop,timestamp 3917101399 3917101399>
 .748838 IP .56355 > .4321: F 1:1(0) ack 1 win 257 <nop,nop,timestamp 3917101425 3917101399>
 .748956 IP .4321 > .56355: . ack 2 win 256 <nop,nop,timestamp 3917101426 3917101425>
 .764894 IP .4321 > .56355: P 1:2(1) ack 2 win 256 <nop,nop,timestamp 3917101442 3917101425>
 .764903 IP .56355 > .4321: . ack 2 win 257 <nop,nop,timestamp 3917101442 3917101442>
17:09:23
 .786921 IP .56355 > .4321: R 2:2(0) ack 2 win 257 <nop,nop,timestamp 3917106464 3917101442>

请注意,最后的重置是在最后一个ACK数据包之后 5 秒发生的。此重置是由于程序在未正确关闭套接字的情况下关闭。ACK与之前不同的是重置之前从客户端到服务器的数据包。这表明客户端没有使用close. 在 TCP 中,该FIN指示实际上是没有更多数据要发送的指示。但是由于 TCP 连接是双向的,因此接收到的服务器FIN假定客户端仍然可以接收数据。在上述情况下,客户端实际上确实接受了数据。

无论客户端使用close还是SHUT_WR发出 a ,在任何一种情况下,您都可以通过轮询服务器套接字以获取可读事件FIN来检测 的到达。FIN如果调用后read的结果是0,那么您知道FIN已经到达,并且您可以使用该信息做您想做的事情。

struct pollfd s_pfd = { s_sock, POLLIN|POLLOUT, 0 };
if (poll(&s_pfd, 1, -1) != 1) perror("poll");
if (s_pfd.revents|POLLIN) {
    char c;
    int r;
    while ((r = recv(s_sock, &c, 1, MSG_DONTWAIT)) == 1) {}
    if (r == 0) { /*...FIN received...*/ }
    else if (errno == EAGAIN) { /*...no more data to read for now...*/ }
    else { /*...some other error...*/ perror("recv"); }
}

现在,如果服务器在尝试写入之前出现问题,它实际上会得到SHUT_WR错误,这是非常真实的。shutdownEPIPE

shutdown(s_sock, SHUT_WR);
if (send(s_sock, "a", 1, MSG_NOSIGNAL) < 0) perror("send");

相反,如果您希望客户端向服务器指示立即重置,您可以通过启用 linger 选项强制在大多数 TCP 堆栈上发生这种情况,并0在调用之前使用 linger timeout close

struct linger lo = { 1, 0 };
setsockopt(c_sock, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &lo, sizeof(lo));
close(c_sock);

有了上面的改动,程序的输出变成了:

P|Recv-Q|Send-Q|Local Address|Foreign Address|State|
before close on client
tcp|0|0|127.0.0.1:35043|127.0.0.1:4321|ESTABLISHED|
tcp|0|0|127.0.0.1:4321|127.0.0.1:35043|ESTABLISHED|
after close on client
send: Connection reset by peer
after send on server
end of test

在这种send情况下,会立即出现错误,但不是EPIPE,而是ECONNRESET。TCP 转储也反映了这一点:

17:44:21 127.0.0.1 > 127.0.0.1
 .662163 IP .35043 > .4321: S 498617888:498617888(0) win 32792 <mss 16396,sackOK,timestamp 3919204411 0,nop,wscale 7>
 .662176 IP .4321 > .35043: S 497680435:497680435(0) ack 498617889 win 32768 <mss 16396,sackOK,timestamp 3919204411 3919204411,nop,wscale 7>
 .662184 IP .35043 > .4321: . ack 1 win 257 <nop,nop,timestamp 3919204411 3919204411>
 .691207 IP .35043 > .4321: R 1:1(0) ack 1 win 257 <nop,nop,timestamp 3919204440 3919204411>

数据包在 3次RESET握手完成后立即到来。但是,使用此选项有其危险。如果另一端在RESET到达时套接字缓冲区中有未读数据,则该数据将被清除,导致数据丢失。强制RESET发送 a 通常用于请求/响应样式协议。请求的发送者在收到对其请求的整个响应时可以知道不会丢失任何数据。然后,请求发送者强制RESET在连接上发送 a 是安全的。

于 2012-07-19T00:49:20.853 回答
3

您有两个套接字 - 一个用于客户端,另一个用于服务器。现在您的客户端正在执行主动关闭。这意味着客户端已启动 TCP 连接终止(客户端发送已发送 tcp FIN 段)。

在这个阶段,您会看到客户端套接字处于 FIN_WAIT1 状态。现在服务器套接字的状态是什么?它处于 CLOSE_WAIT 状态。所以服务器套接字没有关闭。

来自服务器的 FIN 尚未发送。(为什么 - 因为应用程序没有关闭套接字)。在这个阶段,您正在通过服务器套接字进行写入,因此您不会收到错误。

现在,如果您想查看错误,只需在覆盖套接字之前写入 close(client_fd) 即可。

close(client_fd);
printf( "Write result: %d\n", write( client_fd, "123", 3 ) );

此处服务器套接字不再处于 CLOSE_WAIT 状态,因此您可以看到 write 的返回值为 -ve 以指示错误。我希望这可以澄清。

于 2012-07-11T16:50:08.560 回答
2

在客户端编辑套接字之后调用write()一次(第一次)(如您的示例中的编码)之后close(),您将获得预期的EPIPESIGPIPE对 write() 的任何连续调用。

只需尝试添加另一个 write() 来引发错误:

...
printf( "Errno before: %s\n", strerror( errno ) );
printf( "Write result: %d\n", write( client_fd, "123", 3 ) );
printf( "Errno after:  %s\n", strerror( errno ) );

printf( "Errno before: %s\n", strerror( errno ) );
printf( "Write result: %d\n", write( client_fd, "A", 1 ) );
printf( "Errno after:  %s\n", strerror( errno ) );
...

输出将是:

Accepting
Server sleeping
Client closing its fd... Client exiting.
Errno before: Success
Write result: 3
Errno after:  Success
Errno before: Success
Client status is 0, server status is 13

最后两个printf()s 的输出丢失,因为进程因SIGPIPE第二次调用而终止write()。为避免进程终止,您可能希望使进程忽略SIGPIPE

于 2012-07-12T11:16:52.233 回答
0

我怀疑正在发生的事情是服务器端套接字仍然有效,因此即使您的 TCP 会话处于关闭状态,您的 write 调用也会有效地尝试写入文件描述符。如果我完全错了,请告诉我。

于 2012-07-11T15:49:06.397 回答
0

我猜您遇到了 TCP 堆栈,检测到发送失败并尝试重新传输。后续调用是否write()会静默失败?换句话说,尝试向已关闭的套接字写入五次,看看您是否最终获得了 SIGPIPE。当你说写“成功”时,你得到的返回结果是 3 吗?

于 2012-07-11T16:24:10.613 回答