客户端断连，服务端也断？
客户端断连，服务端也断？
客户端断连，服务端也断？
0.导语
在socket网络编程中，如果此时客户端忽然由于某种原因断开连接或者崩溃，服务端没有处理好，便会同时崩溃掉，本篇文章将会从崩溃到问题分析，解决，一步步入手。
1.问题分析
问题分析可以结合TCP的"四次握手"关闭。
TCP是全双工的信道, 可以看作两条单工信道, TCP连接两端的两个端点各负责一条. 当对端调用close时, 虽然本意是关闭整个两条信道, 但本端只是收到FIN包. 按照TCP协议的语义, 表示对端只是关闭了其所负责的那一条单工信道, 仍然可以继续接收数据. 也就是说, 因为TCP协议的限制, 一个端点无法获知对端的socket是调用了close还是shutdown。
对一个已经收到FIN包的socket调用read方法, 如果接收缓冲已空, 则返回0, 这就是常说的表示连接关闭. 但第一次对其调用write方法时, 如果发送缓冲没问题, 会返回正确写入(发送). 但发送的报文会导致对端发送RST报文, 因为对端的socket已经调用了close, 完全关闭, 既不发送, 也不接收数据. 所以, 第二次调用write方法(假设在收到RST之后), 会生成SIGPIPE信号, 导致进程退出。
上述简化：SIGPIPE产生的原因是这样的：如果一个 socket 在接收到了 RST packet 之后，程序仍然向这个 socket 写入数据，那么就会产生SIGPIPE信号。
举例如下：当 client 连接到 server 之后，这时候 server 准备向 client 发送多条消息，但在发送消息之前，client 进程意外奔溃了，那么接下来 server 在发送多条消息的过程中，就会出现SIGPIPE信号。下面看一下 server 的代码：
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <csignal>
#define MAXLINE 120
int main(int argc, char *argv[]) {
signal(SIGPIPE, SIG_IGN); // 忽略 SIGPIPE 信号
//1.创建一个侦听socket
int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (listenfd == -1) {
std::cout << "create listen socket error." << std::endl;
return -1;
}
//2.初始化服务器地址
struct sockaddr_in bindaddr;
bindaddr.sin_family = AF_INET;
bindaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
bindaddr.sin_port = htons(8088);
if (bind(listenfd, (struct sockaddr *) &bindaddr, sizeof(bindaddr)) == -1) {
std::cout << "bind listen socket error." << std::endl;
return -1;
}
//3.启动侦听
if (listen(listenfd, SOMAXCONN) == -1) {
std::cout << "listen error." << std::endl;
return -1;
}
/**
* 服务端连续写两次数据到客户端
*/
while (true) {
struct sockaddr_in clientaddr;
socklen_t clientaddrlen = sizeof(clientaddr);
//4. 接受客户端连接
int clientfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) &clientaddr, &clientaddrlen);
if (clientfd != -1) {
// 假设此时 client 奔溃, 那么 server 将接收到 client 发送的 FIN
sleep(5);
// 写入第一条消息
char msg1[MAXLINE] = {"first message"};
ssize_t n = write(clientfd, msg1, strlen(msg1));
printf("write %ld bytes\n", n);
// 此时第一条消息发送成功，server 接收到 client 发送的 RST
sleep(1);
// 写入第二条消息，出现 SIGPIPE 信号，导致 server 被杀死
char msg2[MAXLINE] = {"second message"};
n = write(clientfd, msg2, strlen(msg2));
printf("%ld, %s\n", n, strerror(errno));
}
close(clientfd);
}
//关闭侦听socket
close(listenfd);
return 0;我们可以使用 Linux 的 nc 工具作为 client，当 client 连接到 server 之后，就立即杀死 client (模拟 client 的意外奔溃)。这时可以观察 server 的运行情况：
$ gcc -o server server.c
$ ./server & # 后台运行 server
$ nc localhost 8888 # 运行 nc 连接到 server
^C # Ctrl-C 杀死 nc
write 13 bytes
[1]+ Broken pipe ./server分析一下整个过程：
- client 连接到 server 之后，client 进程意外奔溃，这时它会发送一个 FIN 给 server。
- 此时 server 并不知道 client 已经奔溃了，所以它会发送第一条消息给 client。但 client 已经退出了，所以 client 的 TCP 协议栈会发送一个 RST 给 server。
- server 在接收到 RST 之后，继续写入第二条消息。往一个已经收到 RST 的 socket 继续写入数据，将导致
SIGPIPE信号，从而杀死 server。
2.如何解决
对 server 来说，为了不被SIGPIPE信号杀死，那就需要忽略SIGPIPE信号：
int main(){
signal(SIGPIPE, SIG_IGN); // 忽略 SIGPIPE 信号
...
}重新运行上面的程序，server 在发送第二条消息的时候，write()会返回-1，并且此时errno的值为EPIPE，所以这时并不会产生SIGPIPE信号。