如何喚醒socket被阻塞的函數

    最近項目遇到一個問題，程序退出的時候資源沒有正常釋放。經過調試發現，原來是網絡線程一直阻塞，導致一些必要的資源沒有被釋放，寫了幾個簡單的測試程序調試了一下才明白，原來在Linux下直接close socket的文件描述符，並不會使程序中調用的一些阻塞式的socket函數比如 read、recvfrom 等）退出阻塞，從而導致無法正常釋放資源。簡化示例如下。

    下面是一個簡化的UDP服務程序，首先創建socket對象，然後開啟服務線程，將客戶端發送過來的數據包回發給客戶端。當用戶在shell中敲入兩次回車後，程序退出。我們來觀察一下程序退出後，socket服務線程在怎樣的情況下可以正常退出。

#include <stdio.h>  
#include <sys/types.h>  
#include <sys/socket.h>  
#include <linux/in.h>  
#include <string.h>  
#include <pthread.h>  
  
#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!\n");  
  
    while(!g_Exit)  
    {  
        recvbytes = recvfrom(socketfd,buff,BUFFER_LEN,0,&clientAddr,&socklen);  
  
        sendto(socketfd,buff,recvbytes,0,&clientAddr,socklen);  
    }  
  
    printf("OK, Service Thread Exit!\n");  
  
    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!\n");  
        return -1;  
    }  
    // Free attribute  
    pthread_attr_destroy(&attr);  
  
    // wait user control exit 
    getchar();  
    getchar();  
  
    g_Exit = 1;      
  
    printf("OK, Waiting For Thread Exit...!\n");  
  
    close(fd);
  
    // wait for thread exit
    pthread_join(thr, &status);
 
printf("OK, Exit Main Process !\n");
 
    return 0;  
}  

    上述程序，當用戶敲兩次回車後，顯示結果如下：

    可以看到，沒有打出主進程和服務線程的退出信息，無論是主進程還是服務線程都沒有正常退出，由此可見，直接close socket句柄，並不能使 recvfrom 函數退出阻塞。

    那麼，如果把 pthread_join 換成 pthread_cancel 呢？結果是一樣的，雖然主進程退出了，但依然無法讓 service 線程正常退出。那麼，該如何才能正常退出 recvfrom 的阻塞呢？

    網上搜了一下，可以考慮使用 shutdown 函數。

//shutdown函數原型為：  
#include <sys/socket.h>  
int shutdown(int s, int how);  
  
//shutdown() 可以對套接字的關閉進行更細致的控制，它允許對套接字進行單向關閉或全部禁止。  
//參數 s 為待關閉的套接字描述符。  
//參數 how 指定了關閉方式，具體取值如下：  
//SHUT_RD : 將連接上的讀通道關閉，此後進程將不能再接收到任何數據，接收緩沖區中還未被讀取的數據也將被丟棄，但仍然可以在該套接字上發送數據。  
//SHUT_WR : 將連接上的寫通道關閉，此後進程將不能再發送任何數據，發送緩沖區中還未被發送的數據也將被丟棄，但仍然可以在該套接字上接收數據。  
//SHUT_RDWR : 讀、寫通道都將被關閉。  
//執行成功返回 0，出錯則返回 -1，錯誤代碼存入 errno 中。  

    可以測試一下，我們在上述代碼的pthread_join前面加上一句：shutdown(fd,SHUT_RDWR); 然後再編譯調試，結果如下： 

    可以看到，Service服務線程已經正常退出了。進一步測試，如果只是shutdown寫通道或者只shutdown讀通道呢？

    經過測試可以發現，如果只關閉寫通道 shutdown(fd,SHUT_WR); 服務線程依然無法正常退出，而如果只關閉讀通道 shutdown(fd,SHUT_RD)，則服務線程正常退出了。分析如下：因為recvfrom在fd的讀通道等待列表中，因此必須關閉讀通道時才能將recvfrom阻塞喚醒。

    那麼，為啥shutdown就可以使得recvfrom退出阻塞，而close卻不能呢？

    我的理解如下：shutdown破壞了socket連接的讀寫通道，導致讀寫阻塞的socket函數被喚醒，而close函數只是做了關閉連接釋放socket資源的操作，卻並沒有進行讀寫通道的清理工作，從而無法成功喚醒讀寫函數的阻塞。期待高手給出更深層次的解釋）

    進一步，那麼，解決這一問題，還有其他的什麼辦法沒有？

    下面我簡單地羅列一下網上搜到的可行的一些方法，以後有時間再深入研究：

    1.  設置socket發送/接收超時

    2.  使用非阻塞方式，異步socket模型

    3.  其他方式，歡迎大家補充。

    文章就寫到這裡了，歡迎大家來信進一步交流[email protected]

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