套接字编程：listen() 上的错误

Question

我正在开发应用程序的服务器部分，但遇到了一个似乎无法解决的问题。服务器初始化函数是ConnectionManager类的一部分，如下：

int ConnectionManager::init_server() {

    // Log
    OutputDebugString(L"> Initializing server...\n");

    // Initialize winsock
    WSAData wsa;
    int code = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa);
    if (code != 0) {
        // Error initializing winsock
        OutputDebugString(L"> Log: WSAStartup()\n");
        output_error(code);
        return -1;
    }

    // Get server information
    struct addrinfo hints, *serverinfo, *ptr;
    SOCKET sockfd = INVALID_SOCKET;
    memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));
    hints.ai_protocol = SOCK_STREAM;
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE;
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;

    if (getaddrinfo(NULL, PORT, &hints, &serverinfo) != 0) {
        // Error when getting server address information
        OutputDebugString(L"> Log: getaddrinfo()\n");
        output_error(WSAGetLastError()); // Call Cleanup?
        return -1;
    }

    for (ptr = serverinfo; ptr != NULL; ptr = ptr->ai_next) {
        // Create socket
        if ((sockfd = socket(ptr->ai_family, ptr->ai_socktype, ptr->ai_protocol)) == INVALID_SOCKET) {
            // Error when creating a socket
            OutputDebugString(L"> Log: socket()\n");
            output_error(WSAGetLastError()); // Call Cleanup?
            continue;
        }

        // Set options
        const char enable = 1;
        if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &enable, sizeof(int)) == SOCKET_ERROR) {
            // Error when setting options
            OutputDebugString(L"> log: setsockopt()\n");
            output_error(WSAGetLastError()); // call cleanup?
            if (closesocket(sockfd) != 0) {
                output_error(WSAGetLastError());
            }
            return -1;
        }

        // Bind socket
        if (bind(sockfd, ptr->ai_addr, ptr->ai_addrlen) == SOCKET_ERROR) {
            // Error on binding
            OutputDebugString(L"> Log: bind()\n");
            output_error(WSAGetLastError()); // Call Cleanup?
            if (closesocket(sockfd) != 0) {
                output_error(WSAGetLastError());
            }
            continue;
        }    

        break;
    }
    freeaddrinfo(serverinfo);
    if (ptr == NULL) {
        OutputDebugString(L"Error: Failed to launch server.\n");
        return -1;
    }
    // Listen
    if (listen(sockfd, BACKLOG) == SOCKET_ERROR) {
        OutputDebugString(L"> Log: listen()\n");
        output_error(WSAGetLastError()); // Call Cleanup?;
        return -1;
    }
    // Accept
    struct sockaddr_storage clientinfo;
    int size = sizeof(struct sockaddr_storage);
    m_exchfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&clientinfo, &size);
    if (m_exchfd = INVALID_SOCKET) {
        // Error when accepting
        OutputDebugString(L"> Log: accept()\n");
        output_error(WSAGetLastError()); // Call Cleanup?
        if (closesocket(sockfd) != 0) {
            output_error(WSAGetLastError());
        }
        return -1;
    }
    m_isConnected = true;
    return 0;
}

output_error 函数使用FormatMessage() 函数简单地打印与错误对应的消息。但是，我得到以下输出：

> Log: listen()
> ERROR: The attempted operation is not supported for the type of object referenced.

因此，错误应该是由对 listen() 的调用引起的，这令人困惑。谁能解释一下问题的原因是什么？我敢打赌它应该很容易修复，但我似乎没有看到它。

Answer 1

问题的根源是在调用getaddrinfo() 时，您错误地填写了hints 结构。

您将SOCK_STREAM 分配给ai_protocol 字段，并将ai_socktype 字段设置为0。SOCK_STREAM 定义为1，与IPPROTO_ICMP 的值相同，通常与SOCK_DGRAM 套接字。因此，getaddrinfo() 可能会返回 addrinfo 条目，其 ai_socktype 字段设置为 SOCK_DGRAM。您不能在数据报套接字上使用 listen()，因此您会看到 WSAEOPNOTSUPP 错误：

如果没有发生错误，listen 返回零。否则返回值SOCKET_ERROR，调用WSAGetLastError可以得到具体的错误码。

...

WSAEOPNOTSUPP
引用的套接字不是支持listen 操作的类型。

您需要将SOCK_STREAM 分配给hints.ai_socktype 字段，并将hints.ai_protocol 字段设置为0 或IPPROTO_TCP（最好是后者）。

另外，getaddrinfo() 会返回错误代码，就像 WSAStartup() 一样。不要使用WSAGetLastError() 来获取其错误代码。

除此之外，我发现您的代码还有许多其他问题。

• SO_REUSEADDR 需要 BOOL（4 字节整数），而不是 char（1 字节）。您正在传递一个指向单个char 的指针，但告诉setsockopt() 您正在传递一个指向int 的指针。 setsockopt() 最终会尝试从您不拥有的堆栈内存中读取值。

• 当您的循环调用closesocket() 时，您也应该将sockfd 重置为INVALID_SOCKET，然后在循环之后您应该检查该条件而不是检查ptr 是否为NULL。

• 您应该在循环内而不是在循环之后调用listen()。仅仅因为你bind()一个套接字成功并不能保证你可以打开它分配的监听端口。您应该继续循环，直到您实际成功打开侦听端口。您还可以考虑在循环之后添加额外的日志消息，以了解哪个本地 IP/端口对实际正在侦听，这样您就可以知道哪些客户端可以 connect() 到。

• 调用 WSAGetLastError() 时，始终在 Winsock 调用失败后立即调用它。如果您事先调用其他任何内容，则可能会重置错误代码，因为 WSAGetLastError() 只是 GetLastError() 的别名，许多 API 都使用它。

• 调用accept() 时，在检查m_exchfd 是否等于INVALID_SOCKET 时，您使用的是= 赋值运算符而不是== 比较运算符。即使在你修复它之后，如果accept() 成功，你也会泄漏sockfd，因为你忘记了它并且不要调用closesocket()。如果您希望只有 1 个客户端连接，请在接受客户端后关闭侦听套接字。否则，将侦听套接字存储在您的类中，并在关闭接受的客户端套接字后将其关闭。

说了这么多，试试这样的：

void OutputWinsockError(LPCWSTR funcName, int errCode)
{
    std::wostringstream msg;
    msg << L"> Log: " << funcName << L"()\n";
    OutputDebugStringW(msg.str().c_str());
    output_error(errCode);
}

void OutputWinsockError(LPCWSTR funcName)
{
    OutputWinsockError(funcName, WSAGetLastError());
}

int ConnectionManager::init_server() {

    // Log
    OutputDebugString(L"> Initializing server...\n");

    // Initialize winsock
    WSAData wsa;
    int err = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa);
    if (err != 0) {
        // Error initializing winsock
        OutputWinsockError(L"WSAStartup", err);
        return -1;
    }

    // Get server information
    struct addrinfo hints, *serverinfo, *ptr;
    SOCKET sockfd = INVALID_SOCKET;

    memset(&hints, 0, sizeof(hints));
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE;
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    hints.ai_protocol = IPPROTO_TCP;

    err = getaddrinfo(NULL, PORT, &hints, &serverinfo);
    if (err != 0) {
        // Error when getting server address information
        OutputWinsockError(L"getaddrinfo", err);
        // Call Cleanup?
        return -1;
    }

    for (ptr = serverinfo; ptr != NULL; ptr = ptr->ai_next) {
        // Create socket
        sockfd = socket(ptr->ai_family, ptr->ai_socktype, ptr->ai_protocol);
        if (sockfd == INVALID_SOCKET) {
            // Error when creating a socket
            OutputWinsockError(L"socket");
            continue;
        }

        // Set options
        const BOOL enable = TRUE;
        if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char*)&enable, sizeof(BOOL)) == SOCKET_ERROR) {
            // Error when setting options
            OutputWinsockError(L"setsockopt");
            if (closesocket(sockfd) == SOCKET_ERROR) {
                // Error when closing socket
                OutputWinsockError(L"closesocket");
            }
            sockfd = INVALID_SOCKET;
            continue;
        }

        // Bind socket
        if (bind(sockfd, ptr->ai_addr, ptr->ai_addrlen) == SOCKET_ERROR) {
            // Error on binding
            OutputWinsockError(L"bind");
            if (closesocket(sockfd) == SOCKET_ERROR) {
                // Error when closing socket
                OutputWinsockError(L"closesocket");
            }
            sockfd = INVALID_SOCKET;
            continue;
        }    

        // Listen on port
        if (listen(sockfd, BACKLOG) == SOCKET_ERROR) {
            // Error on listening
            OutputWinsockError(L"listen");
            if (closesocket(sockfd) == SOCKET_ERROR) {
                // Error when closing socket
                OutputWinsockError(L"closesocket");
            }
            sockfd = INVALID_SOCKET;
            continue;
        }

        break;
    }

    freeaddrinfo(serverinfo);

    if (sockfd == INVALID_SOCKET) {
        OutputDebugString(L"Error: Failed to launch server.\n");
        // Call Cleanup?
        return -1;
    }

    // Accept
    struct sockaddr_storage clientinfo;
    int size = sizeof(clientinfo);

    m_exchfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&clientinfo, &size);
    if (m_exchfd == INVALID_SOCKET) {
        // Error when accepting
        OutputWinsockError(L"accept");
        if (closesocket(sockfd) == SOCKET_ERROR) {
            OutputWinsockError(L"closesocket");
        }
        // Call Cleanup?
        return -1;
    }

    m_isConnected = true;

    // is not storing sockfd, close it

    // m_listenfd = sockfd;
    if (closesocket(sockfd) == SOCKET_ERROR) {
        OutputWinsockError(L"closesocket");
    }

    return 0;
}