为 connect 设置连接超时

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连接超时

　　调用connect连接到远程主机时，若网络发生拥塞，TCP可能会执行多次超时重传，这将耗费不短的时间，所以我们会想要为connect设置连接的超时。考虑到select可以设置一个超时时间，所以我们会使用select来实现这个功能。

　　我们实现一个函数connect_timeout：

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// Return 1 on success, 0 on timeout and -1 on failed
int connect_timeout(int sockfd, const struct sockaddr *addr, 
                    socklen_t addrlen, struct timeval *timeout);

　　其实现并不复杂，首先我们将 socket 设置成非阻塞的，然后调用connect，如果connect返回0就说明连接已经建立了，如果返回-1并且错误码是EINPROGRESS，这说明connect正处在建立连接的过程中，返回其它错误码则表示connect调用失败。

　　很明显，既然connect正在建立连接，那么它就有可能成功也有可能失败。那么我们可以调用select并且设置一个超时，等待connect建立连接、超时或失败。如果connect成功建立连接，则需要将 socket 重新设置成阻塞的。

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int connect_timeout(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
                    socklen_t addrlen, struct timeval *timeout) 
{
    int flags = fcntl( sockfd, F_GETFL, 0 );
    if (flags == -1) {
	return -1;
    }
    if (fcntl( sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK ) < 0) {
	return -1;
    }
    
    int status = connect(sockfd, addr, addrlen);
    if (status == -1 and errno != EINPROGRESS) {
	return -1;
    }
    if (status == 0) {
	if (fcntl(sockfd, F_SETFL, flags) <  0) {
	    return -1;
	}
	return 1;
    }
    fd_set read_events;
    fd_set write_events;
    FD_ZERO(&read_events);
    FD_SET(sockfd, &read_events);
    write_events = read_events;
    int rc = select(sockfd + 1, &read_events, &write_events, nullptr, timeout );
    if (rc < 0) {
	return -1;
    } else if (rc == 0) {
	return 0;
    }
    if (!isconnected(sockfd, &read_events, &write_events) )
    {
	return -1;
    }
    if ( fcntl( sockfd, F_SETFL, flags ) < 0 ) {
	return -1;
    }
    return 1;
}

　　在select成功返回之后，我们需要判断 socket 的可读写状况，如果它是不可读也不可写的，也就是说连接建立失败。

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bool isconnected(int sockfd, fd_set *rd, fd_set *wr)
{
    if (!FD_ISSET(sockfd, rd) && !FD_ISSET(sockfd, wr)) {
	return false;
    }
    int err;
    socklen_t len = sizeof(err);
    if (getsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &err, &len) < 0) {
	return false;
    }
    errno = err;		/* in case we're not connected */
    return err == 0;
}

　　注意，如果连接建立失败，那么 socket 是既可读又可写的。但是还有另一种情况，如果在调用connect和select之间，socket 接收到数据，那么在select返回之后，socket 也是既可读又可写的。所以这里要用到getsockopt来判断 socket 是否发生错误。

参考资料