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解决socket关闭后read、recvfrom 等函数依旧无法退出阻塞

最近项目遇到一个问题,程序退出的时候资源没有正常释放。经过调试发现,原来是网络线程一直阻塞,导致一些必要的资源没有被释放,写了几个简单的测试程序调试了一下才明白,原来在Linux下直接close socket的文件描述符,并不会使程序中调用的一些阻塞式的socket函数(比如 read、recvfrom 等)退出阻塞,从而导致无法正常释放资源。简化示例如下。

    下面是一个简化的UDP服务程序,首先创建socket对象,然后开启服务线程,将客户端发送过来的数据包回发给客户端。当用户在shell中敲入两次回车后,程序退出。我们来观察一下程序退出后,socket服务线程在怎样的情况下可以正常退出。

#include   #include   #include   #include   #include   #include     #define SERVER_PORT 8888  #define BUFFER_LEN  256    int g_Exit = 0;    void *service( void* arg )  {      char buff[BUFFER_LEN];      struct sockaddr clientAddr;      int socklen = sizeof(clientAddr);      int recvbytes;      int socketfd = *((int *)arg);        printf("OK, Enter Service! ");        while(!g_Exit)      {          recvbytes = recvfrom(socketfd,buff,BUFFER_LEN,0,&clientAddr,&socklen);            sendto(socketfd,buff,recvbytes,0,&clientAddr,socklen);      }        printf("OK, Service Thread Exit! ");        pthread_exit(NULL);;  }    int main( int argc,char * argv[] )  {      int fd;      void *status;      struct sockaddr_in serverAddr;      pthread_t thr;      pthread_attr_t attr;        fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);        memset(&serverAddr,0,sizeof(serverAddr));        serverAddr.sin_family = AF_INET;      serverAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);      serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);        bind(fd,(struct sockaddr *)&serverAddr,sizeof(serverAddr));       // create service thread      pthread_attr_init(&attr);      pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);      if( pthread_create(&thr,&attr,service,(void *)&fd ) )      {          printf("pthread_create fail! ");          return -1;      }      // Free attribute      pthread_attr_destroy(&attr);        // wait user control exit     getchar();      getchar();        g_Exit = 1;            printf("OK, Waiting For Thread Exit...! ");       close(fd);      // wait for thread exit   pthread_join(thr, &status); printf("OK, Exit Main Process ! ");     return 0;  }  

    上述程序,当用户敲两次回车后,显示结果如下:

    

    可以看到,没有打出主进程和服务线程的退出信息,无论是主进程还是服务线程都没有正常退出,由此可见,直接close socket句柄,并不能使 recvfrom 函数退出阻塞。

    那么,如果把 pthread_join 换成 pthread_cancel 呢?结果是一样的,虽然主进程退出了,但依然无法让 service 线程正常退出。那么,该如何才能正常退出 recvfrom 的阻塞呢?

    网上搜了一下,可以考虑使用 shutdown 函数。

//shutdown函数原型为:  #include   int shutdown(int s, int how);    //shutdown() 可以对套接字的关闭进行更细致的控制,它允许对套接字进行单向关闭或全部禁止。  //参数 s 为待关闭的套接字描述符。  //参数 how 指定了关闭方式,具体取值如下:  //SHUT_RD : 将连接上的读通道关闭,此后进程将不能再接收到任何数据,接收缓冲区中还未被读取的数据也将被丢弃,但仍然可以在该套接字上发送数据。  //SHUT_WR : 将连接上的写通道关闭,此后进程将不能再发送任何数据,发送缓冲区中还未被发送的数据也将被丢弃,但仍然可以在该套接字上接收数据。  //SHUT_RDWR : 读、写通道都将被关闭。  //执行成功返回 0,出错则返回 -1,错误代码存入 errno 中。  

    可以测试一下,我们在上述代码的pthread_join前面加上一句:shutdown(fd,SHUT_RDWR); 然后再编译调试,结果如下: 

    

    可以看到,Service服务线程已经正常退出了。进一步测试,如果只是shutdown写通道或者只shutdown读通道呢?

    经过测试可以发现,如果只关闭写通道 shutdown(fd,SHUT_WR); 服务线程依然无法正常退出,而如果只关闭读通道 shutdown(fd,SHUT_RD),则服务线程正常退出了。分析如下:因为recvfrom在fd的读通道等待列表中,因此必须关闭读通道时才能将recvfrom阻塞唤醒。

    那么,为啥shutdown就可以使得recvfrom退出阻塞,而close却不能呢?

    我的理解如下:shutdown破坏了socket连接的读写通道,导致读写阻塞的socket函数被唤醒,而close函数只是做了关闭连接释放socket资源的操作,却并没有进行读写通道的清理工作,从而无法成功唤醒读写函数的阻塞。(期待高手给出更深层次的解释)

    进一步,那么,解决这一问题,还有其他的什么办法没有?

    下面我简单地罗列一下网上搜到的可行的一些方法,以后有时间再深入研究:

    1.  设置socket发送/接收超时

    2.  使用非阻塞方式,异步socket模型

    3.  其他方式,欢迎大家补充。

转载自:http://blog.51cto.com/ticktick/845536

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