如何正确使用SO_KEEPALIVE选项来检测另一端的客户端是否已关闭？

问题描述：

我正在尝试学习 Linux 环境下使用 C 语言进行套接字编程时 SO_KEEPALIVE 选项的用法。

我创建了一个服务器套接字并使用浏览器连接到它。连接成功了，我能够读取 GET 请求，但在 SO_KEEPALIVE 的使用上遇到了困难。

我检查了此链接keepalive_description@tldg.org，但找不到任何说明如何使用它的示例。

一旦我检测到客户端对accept()函数的请求，我就会设置客户端套接字上的SO_KEEPALIVE选项值1。现在我不知道如何检查客户端是否已关闭，如何更改发送探测之间的时间间隔等。

我的意思是，我如何才能得到客户端关闭的信号？（无需在客户端读取或写入 - 我认为当客户端没有回复探测时我会收到一些信号），在设置选项 SO_KEEPALIVE 后我应该如何对其进行编程）。

另外，如果假设探测每 3 秒发送一次，而客户端在其间关闭，那么我将无法知道客户端已关闭，并且可能会收到 SIGPIPE。

无论如何，重要的是我想知道如何在代码中使用 SO_KEEPALIVE。

解决方案 1：

要修改探测次数或探测间隔，可以将值写入 /proc 文件系统，例如

 echo 600 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time
 echo 60 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl
 echo 20 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes

请注意，这些值对于系统上所有启用 keepalive 的套接字都是全局的，您还可以在设置 setsockopt 时在每个套接字上覆盖这些设置，请参阅您链接的文档的第 4.2 节。

您无法使用 keepalive 从用户空间“检查”套接字的状态。相反，内核只是更积极地强制远程端确认数据包，并确定套接字是否已损坏。当您尝试写入套接字时，如果 keepalive 确定远程端已关闭，您将收到 SIGPIPE。

解决方案 2：

如果您启用 SO_KEEPALIVE，您将获得相同的结果，就好像您不启用 SO_KEEPALIVE 一样 - 通常您会发现套接字已准备就绪，但在读取时会收到错误。

您可以在 Linux 下按每个套接字设置 keepalive 超时（这可能是 Linux 特有的功能）。我建议这样做，而不是更改系统范围的设置。有关更多信息，请参阅 tcp 的手册页。

最后，如果您的客户端是 Web 浏览器，它很可能会很快关闭套接字 - 大多数客户端只会在相对较短的时间内（30 秒、1 分钟等）保持保持活动（HTTP 1.1）连接打开。当然，如果客户端计算机消失或网络中断（这正是 SO_KEEPALIVE 真正有用的检测方法），那么它将无法主动关闭套接字。

解决方案 3：

简短回答，添加

int flags =1;
if (setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void *)&flags, sizeof(flags))) { perror("ERROR: setsocketopt(), SO_KEEPALIVE"); exit(0); };

在服务器端，read()当客户端关闭时，将会解除阻塞。

完整解释可在此处找到。

解决方案 4：

正如前面所讨论的，SO_KEEPALIVE 使内核更积极地持续验证连接，即使您没有执行任何操作，但不会改变或增强向您传递信息的方式。当您尝试实际执行某项操作（例如“写入”）时，您会发现这一点，而且您会立即发现，因为内核现在只是报告先前设置的标志的状态，而不必等待几秒钟（在某些情况下甚至更长）网络活动失败。您用于处理“另一方意外离开”情况的完全相同的代码逻辑仍将使用；改变的是时间（而不是方法）。

几乎每个“实用”套接字程序都会以某种方式在数据阶段提供对套接字的非阻塞访问（可能使用 select()/poll()，或者可能使用 fcntl()/O_NONBLOCK/EINPROGRESS&EWOULDBLOCK，或者如果您的内核支持，可能使用 MSG_DONTWAIT）。假设出于其他原因已经这样做了，那么立即发现连接断开是很简单的（有时根本不需要代码）。但是，如果数据阶段尚未以某种方式提供对套接字的非阻塞访问，您将不会发现连接断开，直到下次尝试执行某项操作时。

（如果 TCP 套接字连接在数据阶段没有某种非阻塞行为，那么它就会非常脆弱，因为如果错误的数据包遇到网络问题，程序就很容易无限期地“挂起”，而且你对此无能为力。）