Linux环境下connect阻塞解决方案 (linux connect 阻塞)
在Linux环境下，connect函数通常被用于网络编程中TCP协议的客户端对服务器进行连接，然而，connect函数在连接失败时会阻塞当前进程，这会带来很多问题。在本文中，我将会介绍一些解决这个问题的方法。
1. 非阻塞connect
解决connect函数阻塞的一个简单方法是使用非阻塞connect。在此过程中，sockfd会在连接失败后立即返回，并设置errno为EINPROGRESS。这使得我们能够立即处理其他事件，而不必等待connect执行完成。我们可以使用select或epoll调用来检查sockfd是否连接成功或失败。
以下是一个使用非阻塞connect的示例：
“`
fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
int rc = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
if (rc
fd_set write_fds;
FD_ZERO(&write_fds);
FD_SET(sockfd, &write_fds);
rc = select(sockfd + 1, NULL, &write_fds, NULL, NULL);
if (rc
printf(“connect error or timeout\n”);
return -1;
}
}
“`
我们首先使用fcntl函数将sockfd设置为非阻塞模式。然后我们调用connect函数，在连接失败时，我们检查errno是否为EINPROGRESS。如果是，我们使用select函数等待sockfd变为可以写入状态。如果select返回0或小于0，则表示连接失败。
使用非阻塞connect的缺点是需要更多的代码来处理错误情况。另外，我们需要使用select或epoll函数来等待连接建立，这可能会影响性能。但是，非阻塞connect是一个简单且经典的解决方案，它可以使我们避免在连接失败时长时间阻塞。
2. 使用SO_REUSEADDR选项
另一种解决connect函数阻塞的方法是使用SO_REUSEADDR选项。在默认情况下，如果一个进程在给定端口上启动了一个服务，但是在关闭该服务之前，再次启动相同的服务将失败，因为该端口仍然在被占用。如果我们使用SO_REUSEADDR选项，即使之前的服务仍在运行，我们仍然可以绑定同一个端口，这可以防止connect函数阻塞。
以下是一个使用SO_REUSEADDR选项的示例：
“`
int optval = 1;
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval));
int rc = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
“`
我们首先使用setsockopt函数设置SO_REUSEADDR选项。然后，我们就可以直接使用connect函数了，它不再会阻塞进程。
使用SO_REUSEADDR选项的缺点是我们需要确保加锁访问该端口，以避免其他进程的干扰。另外，可能会出现端口错误的问题，因为我们不能确定该端口是否正在被占用。然而，对于某些情况，SO_REUSEADDR可能是一个非常有用的解决方案。
3. 使用异步DNS解析
当我们使用IP地址而不是主机名连接到服务器时，连接的速度通常会更快，因为不必经过DNS解析。然而，如果我们需要使用主机名连接到服务器，我们可以使用异步DNS解析来避免connect函数阻塞。在此过程中，我们不会直接解析DNS，而是使用getaddrinfo函数来获取服务器的地址。getaddrinfo函数将返回将服务器的地址封装在结构体链表中。我们可以使用这个地址来连接服务器，而不必等待DNS解析完成。
以下是一个使用异步DNS解析的示例：
“`
struct addrinfo hints, *res;
memset(&hints, 0, sizeof(hints));
hints._family = AF_INET; //使用IPv4
hints._flags = _ADDRCONFIG | _NUMERICSERV;
getaddrinfo(host, port_str, &hints, &res);
int sockfd = socket(res->_family, SOCK_STREAM, 0);
connect(sockfd, res->_addr, res->_addrlen);
“`
我们首先使用getaddrinfo函数来解析DNS。这个函数将在后台执行，并将服务器的地址封装在addrinfo结构体链表中。然后我们创建一个套接字并使用connect函数将其连接到服务器的地址。
使用异步DNS解析的优点是我们不必等待DNS解析完成，因此可以避免connect函数阻塞。另外，这个方法还可以支持多个服务器，因为我们可以使用getaddrinfo函数解析多个主机名。缺点是需要更多的代码来处理错误情况。另外，由于getaddrinfo函数在后台运行，因此我们必须确保在连接之前等待DNS解析完成。
结论：
在本文中，我们介绍了三种解决connect函数阻塞的方法。非阻塞connect使用了select或epoll函数来等待连接建立；使用SO_REUSEADDR选项可以使我们在同一端口上重新启动服务；异步DNS解析可以避免connect函数阻塞。这些方法各有优缺点，我们应该根据我们的需求选择合适的方法。最终目的是确保我们的程序不会因为connect函数阻塞而变慢或挂起。
相关问题拓展阅读：
linux网络编程，为什么要将文件描述符设置成非阻塞模式
非阻塞IO 和阻塞IO：
在网络编程中对于一个网络句柄会遇到阻塞IO 和非阻塞IO 的概念, 这里对于这两种socket 先做一下说明：
基本概念：
阻塞IO::
socket 的阻塞模式意味着必须要做完IO 操作（包括错误）才会
返回。
非阻塞IO::
非阻塞模式下无论操作是否完成都会立刻返回，需要通过其他方
式来判断具体操作是否成功。(对于connect，accpet操作，通过select判断，
对于recv，recvfrom，send，sendto通过返回值+错误码来判断)
IO模式设置：
SOCKET
对于一个socket 是阻塞模式还是非阻塞模式的处理方法::
方法：：
用fcntl 设置;用F_GETFL获取flags,用F_SETFL设置flags|O_NONBLOCK;
同时，recv,send 时使用非阻塞的方式读取和发送消息，即flags设置为MSG_DONTWAIT
实现
fcntl 函数可以将一个socket 句柄设置成非阻塞模式:
flags = fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);//获取文件的flags值。
fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK); //设置成非阻塞模式；
flags = fcntl(sockfd,F_GETFL,0);
fcntl(sockfd,F_SETFL,flags&~O_NONBLOCK); //设置成阻塞模式；
并在接收和发送数据时:
将recv, send 函数的最后有一个flag 参数设置成MSG_DONTWAIT
recv(sockfd, buff, buff_size,MSG_DONTWAIT); //非阻塞模式的消息仔租发送
send(scokfd, buff, buff_size, MSG_DONTWAIT); //非阻塞模式的消息接受
普通文件
对于文件的阻塞模式还是非阻塞模式::
方法1、open时，使用O_NONBLOCK；
方法2、fcntl设置，使用F_SETFL，flags|O_NONBLOCK；
消息队列
对于消息队列消息的发送与接受::
//非阻塞 msgsnd(sockfd,msgbuf,msgsize(不包含类型大小),IPC_NOWAIT)
//阻塞 msgrcv(scokfd,msgbuf,msgsize(**),msgtype,IPC_NOWAIT);
读
阻塞与非阻塞读的区别: //
阻塞和非阻塞
的区别在于没有数据到达的时候是否立刻返回．
读(read/recv/msgrcv):
读的本质来说其实不能是读,在实际中, 具体的接收数据不是由这些调用来进行,是由于系统底层自动完成的。read 也好,recv 也好只负责把数据从底层缓冲copy 到我们指肢戚基定的位置.
对于读来说(read, 或者recv) ::
阻塞情况下::
在阻塞条件下，read/recv/msgrcv的行为::
、如果没有发现数据在网络缓冲中会一直等待，
、当发现有数据的时候会把数据读到用户指定的缓冲区，但是如果这个时候读到的数历谨据量比较少，比参数中指定的长度要小，read 并不会一直等待下去，而是立刻返回。
read 的原则::是数据在不超过指定的长度的时候有多少读多少，没有数据就会一直等待。
所以一般情况下::我们读取数据都需要采用循环读的方式读取数据，因为一次read 完毕不能保证读到我们需要长度的数据，
read 完一次需要判断读到的数据长度再决定是否还需要再次读取。
非阻塞情况下::
在非阻塞的情况下，read 的行为::
、如果发现没有数据就直接返回，
、如果发现有数据那么也是采用有多少读多少的进行处理．
所以::read 完一次需要判断读到的数据长度再决定是否还需要再次读取。
对于读而言:: 阻塞和非阻塞的区别在于没有数据到达的时候是否立刻返回．
recv 中有一个MSG_WAITALL 的参数::
recv(sockfd, buff, buff_size, MSG_WAITALL),
在正常情况下recv 是会等待直到读取到buff_size 长度的数据，但是这里的WAITALL 也只是尽量读全，在有中断的情况下recv 还是可能会被打断，造成没有读完指定的buff_size的长度。
所以即使是采用recv + WAITALL 参数还是要考虑是否需要循环读取的问题，在实验中对于多数情况下recv (使用了MSG_WAITALL)还是可以读完buff_size，
所以相应的性能会比直接read 进行循环读要好一些。
注意:: //使用MSG_WAITALL时，sockfd必须处于阻塞模式下，否则不起作用。
//所以MSG_WAITALL不能和MSG_NONBLOCK同时使用。
要注意的是使用MSG_WAITALL的时候，sockfd 必须是处于阻塞模式下，否则WAITALL不能起作用。
写
阻塞与非阻塞写的区别: //
写(send/write/msgsnd)::
写的本质也不是进行发送操作,而是把用户态的数据copy 到系统底层去,然后再由系统进行发送操作,send，write返回成功，只表示数据已经copy 到底层缓冲,而不表示数据已经发出,更不能表示对方端口已经接收到数据.
对于write(或者send)而言，
阻塞情况下:: //阻塞情况下，write会将数据发送完。(不过可能被中断)
在阻塞的情况下，是会一直等待，直到write 完，全部的数据再返回．这点行为上与读操作有所不同。
原因::
读，究其原因主要是读数据的时候我们并不知道对端到底有没有数据，数据是在什么时候结束发送的，如果一直等待就可能会造成死循环，所以并没有去进行这方面的处理；
写，而对于write, 由于需要写的长度是已知的，所以可以一直再写，直到写完．不过问题是write 是可能被打断吗，造成write 一次只write 一部分数据, 所以write 的过程还是需要考虑循环write, 只不过多数情况下一次write 调用就可能成功.
非阻塞写的情况下:: //
非阻塞写的情况下，是采用可以写多少就写多少的策略．与读不一样的地方在于，有多少读多少是由网络发送的那一端是否有数据传输到为标准，但是对于可以写多少是由本地的网络堵塞情况为标准的，在网络阻塞严重的时候，
网络层
没有足够的内存来进行写操作，这时候就会出现写不成功的情况，阻塞情况下会尽可能(有可能被中断)等待到数据全部发送完毕， 对于非阻塞的情况就是一次写多少算多少,没有中断的情况下也还是会出现write 到一部分的情况.
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