Linux系统套接字编程中存在的五个隐患 （1）

Socket API 是网络应用程序开发中实际应用的标准 API。尽管该 API 简单，但是开发新手可能会经历一些常见的问题。本文识别一些最常见的隐患并向您显示如何避免它们。

　　在 4.2 BSD UNIX® 操作系统中首次引入，Sockets API 现在是任何操作系统的标准特性。事实上，很难找到一种不支持 Sockets API 的现代语言。该 API 相当简单，但新的开发人员仍然会遇到一些常见的隐患。

　　本文识别那些隐患并向您显示如何避开它们。

　　隐患 1．忽略返回状态

　　第一个隐患很明显，但它是开发新手最容易犯的一个错误。如果您忽略函数的返回状态，当它们失败或部分成功的时候，您也许会迷失。反过来，这可能传播错误，使定位问题的源头变得困难。

　　捕获并检查每一个返回状态，而不是忽略它们。考虑清单 1 显示的例子，一个套接字 send 函数。

int status, sock, mode;
            
            
/* Create a new stream (TCP) socket */sock =
            
            
socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
            
            
...status = send( sock, buffer, buflen, MSG_DONTWAIT );
            
            
if (status == -1) {  /* send failed */  printf( "send failed: %s\n",？
            
            
 strerror(errno) );
            
            
} else {  /* send succeeded -- or did it? */}            
            

　　清单 1 探究一个函数片断，它完成套接字 send 操作（通过套接字发送数据）。函数的错误状态被捕获并测试，但这个例子忽略了 send 在无阻塞模式（由 MSG_DONTWAIT 标志启用）下的一个特性。

　　send API 函数有三类可能的返回值：

• 如果数据成功地排到传输队列，则返回 0。
• 如果排队失败，则返回 -1（通过使用 errno 变量可以了解失败的原因）。
• 如果不是所有的字符都能够在函数调用时排队，则最终的返回值是发送的字符数。

　　由于 send 的 MSG_DONTWAIT 变量的无阻塞性质，函数调用在发送完所有的数据、一些数据或没有发送任何数据后返回。在这里忽略返回状态将导致不完全的发送和随后的数据丢失。

隐患 2．对等套接字闭包

　　UNIX 有趣的一面是您几乎可以把任何东西看成是一个文件。文件本身、目录、管道、设备和套接字都被当作文件。这是新颖的抽象，意味着一整套的 API 可以用在广泛的设备类型上。

　　考虑 read API 函数，它从文件读取一定数量的字节。read 函数返回读取的字节数（最高为您指定的最大值）；或者 -1，表示错误；或者 0，如果已经到达文件末尾。

　　如果在一个套接字上完成一个 read 操作并得到一个为 0 的返回值，这表明远程套接字端的对等层调用了 close API 方法。该指示与文件读取相同 —— 没有多余的数据可以通过描述符读取（参见 清单 2）。

　　清单 2．适当处理 read API 函数的返回值

int sock, status;sock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
                
                
...status = read( sock, buffer, buflen );
                
                
if (status > 0) {  /* Data read from the socket */} else if (status == -1)
                
                
{  /* Error, check errno, take action... */} else if (status ==
                
                
0) {  /* Peer closed the socket, finish the close */  close( sock );
                
                
  /* Further processing... */}      
                

　　同样，可以用 write API 函数来探测对等套接字的闭包。在这种情况下，接收 SIGPIPE 信号，或如果该信号阻塞，write 函数将返回 -1 并设置 errno 为 EPIPE。

隐患 3．地址使用错误（EADDRINUSE）

　　您可以使用 bind API 函数来绑定一个地址（一个接口和一个端口）到一个套接字端点。可以在服务器设置中使用这个函数，以便限制可能有连接到来的接口。也可以在客户端设置中使用这个函数，以便限制应当供出去的连接所使用的接口。bind 最常见的用法是关联端口号和服务器，并使用通配符地址（INADDR_ANY），它允许任何接口为到来的连接所使用。

　　bind 普遍遭遇的问题是试图绑定一个已经在使用的端口。该陷阱是也许没有活动的套接字存在，但仍然禁止绑定端口（bind 返回 EADDRINUSE），它由 TCP 套接字状态 TIME_WAIT 引起。该状态在套接字关闭后约保留 2 到 4 分钟。在 TIME_WAIT 状态退出之后，套接字被删除，该地址才能被重新绑定而不出问题。