【问题标题】:SO_RCVTIME and SO_RCVTIMEO not affecting Boost.Asio operationsSO_RCVTIME 和 SO_RCVTIMEO 不影响 Boost.Asio 操作
【发布时间】:2015-05-23 07:44:48
【问题描述】:

下面是我的代码

boost::asio::io_service io;
boost::asio::ip::tcp::acceptor::reuse_address option(true);
boost::asio::ip::tcp::acceptor accept(io);
boost::asio::ip::tcp::resolver resolver(io);
boost::asio::ip::tcp::resolver::query query("0.0.0.0", "8080");
boost::asio::ip::tcp::endpoint endpoint = *resolver.resolve(query);
accept.open(endpoint.protocol());
accept.set_option(option);
accept.bind(endpoint);
accept.listen(30);

boost::asio::ip::tcp::socket ps(io);

accept.accept(ps);

struct timeval tv;
tv.tv_sec = 1;
tv.tv_usec = 0;
//setsockopt(ps.native(), SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &tv, sizeof(tv));
setsockopt(ps.native(), SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv, sizeof(tv));
char buf[1024];
ps.async_receive(boost::asio::buffer(buf, 1024), boost::bind(fun));
io.run();

当我使用 Telnet 连接但不发送数据时,它不会从 Telnet 超时断开连接。需要做什么才能使 setsockopt 启动? 谢谢!

我已将 SO_RCVTIMEO 修改为 SO_SNDTIMEO。仍然无法在指定时间内超时

【问题讨论】:

    标签: c++ linux boost boost-asio


    【解决方案1】:

    在 Boost.Asio 中使用 SO_RCVTIMEOSO_SNDTIMEO 套接字选项很少会产生所需的行为。考虑使用以下两种模式之一:

    async_wait()的组合操作

    可以通过使用 Boost.Asio 计时器和带有 async_receive() 操作的 async_wait() 操作来组合带有超时的异步读取操作。这种方法在 Boost.Asio timeout examples 中得到了演示,类似于:

    // Start a timeout for the read.
    boost::asio::deadline_timer timer(io_service);
    timer.expires_from_now(boost::posix_time::seconds(1));
    timer.async_wait(
      [&socket, &timer](const boost::system::error_code& error)
      {
        // On error, such as cancellation, return early.
        if (error) return;
    
        // Timer has expired, but the read operation's completion handler
        // may have already ran, setting expiration to be in the future.
        if (timer.expires_at() > boost::asio::deadline_timer::traits_type::now())
        {
          return;
        } 
    
        // The read operation's completion handler has not ran.
        boost::system::error_code ignored_ec;
        socket.close(ignored_ec);
      });
    
    // Start the read operation.
    socket.async_receive(buffer,
      [&socket, &timer](const boost::system::error_code& error,
        std::size_t bytes_transferred)
      {
        // Update timeout state to indicate the handler has ran.  This
        // will cancel any pending timeouts.
        timer.expires_at(boost::posix_time::pos_infin);
    
        // On error, such as cancellation, return early.
        if (error) return;
    
        // At this point, the read was successful and buffer is populated.
        // However, if the timeout occurred and its completion handler ran first,
        // then the socket is closed (!socket.is_open()).
      });
    

    请注意,两个异步操作可以在同一个迭代中完成,从而使两个完成处理程序都准备好成功运行。因此,两个完成处理程序都需要更新和检查状态的原因。有关如何管理状态的更多详细信息,请参阅this 答案。

    使用std::future

    Boost.Asio 提供support for C++11 futures。当 boost::asio::use_future 被提供为异步操作的完成处理程序时,启动函数将返回一个 std::future,一旦操作完成,它将被执行。由于std::future 支持定时等待,因此可以利用它来使操作超时。请注意,由于调用线程将被阻塞以等待将来,因此必须至少有一个其他线程正在处理 io_service 以允许 async_receive() 操作进行并履行承诺:

    // Use an asynchronous operation so that it can be cancelled on timeout.
    std::future<std::size_t> read_result = socket.async_receive(
       buffer, boost::asio::use_future);
    
    // If timeout occurs, then cancel the read operation.
    if (read_result.wait_for(std::chrono::seconds(1)) == 
        std::future_status::timeout)
    {
      socket.cancel();
    }
    // Otherwise, the operation completed (with success or error).
    else
    {
      // If the operation failed, then read_result.get() will throw a
      // boost::system::system_error.
      auto bytes_transferred = read_result.get();
      // process buffer
    }
    

    为什么SO_RCVTIMEO 不起作用

    系统行为

    SO_RCVTIMEO 文档指出,该选项仅影响执行套接字 I/O 的系统调用,例如 read()recvmsg()。它不影响事件解复用器,例如select()poll(),它们只监视文件描述符以确定何时可以在不阻塞的情况下发生 I/O。此外,当确实发生超时时,I/O 调用将无法返回 -1,并将 errno 设置为 EAGAINEWOULDBLOCK

    指定接收或发送超时直到报告错误。 [...] 如果没有数据传输并且已经达到超时,则返回 -1 并将 errno 设置为 EAGAINEWOULDBLOCK [...] 超时仅对执行套接字 I 的系统调用有效/O(例如,read()recvmsg()、[...];超时对select()poll()epoll_wait() 等无效。

    当底层文件描述符设置为非阻塞时,如果资源不能立即可用,执行套接字 I/O 的系统调用将立即返回 EAGAINEWOULDBLOCK。对于非阻塞套接字,SO_RCVTIMEO 不会有任何影响,因为调用将立即返回成功或失败。因此,SO_RCVTIMEO 要影响系统 I/O 调用,套接字必须是阻塞的。

    Boost.Asio 行为

    首先,Boost.Asio 中的异步 I/O 操作将使用事件解复用器,例如 select()poll()。因此,SO_RCVTIMEO 不会影响异步操作。

    接下来,Boost.Asio的sockets有两种非阻塞模式的概念(两者都默认为false):

    • native_non_blocking() 模式,大致对应文件描述符的非阻塞状态。此模式会影响系统 I/O 调用。例如,如果调用socket.native_non_blocking(true),则recv(socket.native_handle(), ...) 可能会因errno 设置为EAGAINEWOULDBLOCK 而失败。每当在套接字上启动异步操作时,Boost.Asio 都会启用此模式。
    • non_blocking() 影响 Boost.Asio 的同步套接字操作的模式。当设置为true 时,Boost.Asio 会将底层文件描述符设置为非阻塞,并且同步 Boost.Asio 套接字操作可能会失败并出现boost::asio::error::would_block(或等效的系统错误)。当设置为false 时,Boost.Asio 将通过轮询文件描述符并在返回EAGAINEWOULDBLOCK 时重新尝试系统I/O 操作来阻塞,即使底层文件描述符是非阻塞的。

    non_blocking() 的行为阻止 SO_RCVTIMEO 产生所需的行为。假设socket.receive() 被调用并且数据既不可用也不接收:

    • 如果non_blocking() 为假,系统I/O 调用将按SO_RCVTIMEO 超时。但是,Boost.Asio 将立即阻止对文件描述符的轮询以使其可读,这不受SO_RCVTIMEO 的影响。最终结果是调用者在socket.receive() 中被阻塞,直到接收到数据或失败,例如远程对等方关闭连接。
    • 如果non_blocking() 为真,则底层文件描述符也是非阻塞的。因此,系统 I/O 调用将忽略 SO_RCVTIMEO,立即返回 EAGAINEWOULDBLOCK,导致 socket.receive() 失败并返回 boost::asio::error::would_block

    理想情况下,要让SO_RCVTIMEO 与 Boost.Asio 一起工作,需要将 native_non_blocking() 设置为 false 以便 SO_RCVTIMEO 可以生效,但还需要将 non_blocking() 设置为 true 以防止对描述符进行轮询。但是,Boost.Asio 没有support this

    socket::native_non_blocking(bool mode)

    如果模式为false,但non_blocking() 的当前值为true,则此函数将失败并显示boost::asio::error::invalid_argument,因为组合没有意义。

    【讨论】:

    • 我不能说我完全理解实现,但感觉它可以工作。它在套接字上调用 recv ,该套接字可能会超时返回。然后,不要调用 poll,而是返回那个超时错误。
    • 至少在 Windows 上,设置 SO_RCVTIMEO 实际上可以工作(简单地说,没有设置非阻塞模式等),至少在 boost 1.64 中,并且只是做你所期望的。不知道为什么它目前在非 Windows 平台上没有。
    【解决方案2】:

    由于您正在接收数据,您可能需要设置:SO_RCVTIMEO 而不是 SO_SNDTIMEO

    虽然混合 boost 和系统调用可能不会产生预期的结果。

    供参考:

    SO_RCVTIMEO

    设置超时值,该值指定输入函数在完成之前等待的最长时间。它接受一个时间值 具有指定秒数和微秒数的结构 限制等待输入操作完成的时间。如果一个 接收操作已经阻塞了这么长时间没有接收 附加数据,它应返回部分计数或 errno 设置为 [EAGAIN][EWOULDBLOCK] 如果没有收到数据。这个的默认值 选项为零,表示接收操作不应 暂停。此选项采用 timeval 结构。请注意,并非所有 实现允许设置此选项。

    然而,这个选项只对读操作有影响,对异步实现中可能在套接字上等待的其他低级函数(例如 select 和 epoll)没有影响,而且它似乎也不影响异步 asio 操作。

    我从 boost 中找到了一个示例代码,它可能适用于您的情况 here

    一个过度简化的例子(用c++11编译):

    #include <boost/asio.hpp>
    #include <boost/bind.hpp>
    #include <iostream>
    
    void myclose(boost::asio::ip::tcp::socket& ps) { ps.close(); }
    
    int main()
    {
      boost::asio::io_service io;
      boost::asio::ip::tcp::acceptor::reuse_address option(true);
      boost::asio::ip::tcp::acceptor accept(io);
      boost::asio::ip::tcp::resolver resolver(io);
      boost::asio::ip::tcp::resolver::query query("0.0.0.0", "8080");
      boost::asio::ip::tcp::endpoint endpoint = *resolver.resolve(query);
      accept.open(endpoint.protocol());
      accept.set_option(option);
      accept.bind(endpoint);
      accept.listen(30);
      boost::asio::ip::tcp::socket ps(io);
      accept.accept(ps);
      char buf[1024];
      boost::asio::deadline_timer timer(io, boost::posix_time::seconds(1));
      timer.async_wait(boost::bind(myclose, boost::ref(ps))); 
      ps.async_receive(boost::asio::buffer(buf, 1024),
               [](const boost::system::error_code& error,
                  std::size_t bytes_transferred )
               {
                 std::cout << bytes_transferred << std::endl;
               });
      io.run();
      return 0;
    }
    

    【讨论】:

    • 谢谢你的提醒。但是即使我不能利用 SO_RCVTIMEO async_receive 规定的超时时间。
    • @fneig 请尝试编辑后的答案并告诉我:)
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