linux socket编程 出现信号SIGPIPE，分析及解决
2012-12-26 02:05阅读：
在编写一个仿QQ软件，C/S模式。出现的问题：当客户机关闭时，服务器也随着关闭，纠结很久之后，我gdb了下，出现下面提示信息：
Program received signal SIGPIPE, Broken pipe.
0x0012e416 in __kernel_vsyscall ()
在 网上查了一下出现SIGPIPE的原因：如果尝试send到一个已关闭的
socket上两次，就会出现此信号，也就是用协议TCP的socket编程，服务器是不能知道客户机什么时候已经关闭了socket，导致还在向该已关
闭的socket上send，导致SIGPIPE。
而系统默认产生SIGPIPE信号的措施是关闭进程，所以出现了服务器也退出。
下面分析TCP协议的缺陷以至于服务器无法及时判断对方socket已关闭：
具 体的分析可以结合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.（此段网上抄来的）
解决方法：
重新定义遇到SIGPIPE的措施，signal(SIGPIPE,
SIG_IGN);具体措施在函数SIG_IGN里面写。
摘自：
当服务器close一个连接时，若client端接着发数据。根据TCP协议的规定，会收到一个RST响应，client再往这个服务器发送数据时，系统会发出一个SIGPIPE信号给进程，告诉进程这个连接已经断开了，不要再写了。
又或者当一个进程向某个已经收到RST的socket 执行写操作是，内核向该进程发送一个SIGPIPE信号。该信号的缺省学位是终止进程，因此进程必须捕获它以免不情愿的被终止。
根据信号的默认处理规则SIGPIPE信号的默认执行动作是terminate(终止、退出),所以client会退出。若不想客户端退出可以把
SIGPIPE设为SIG_IGN
如：signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
这时SIGPIPE交给了系统处理。
服务器采用了fork的话，要收集垃圾进程，防止僵尸进程的产生，可以这样处理：
signal(SIGCHLD,SIG_IGN);
交给系统init去回收。
这里子进程就不会产生僵尸进程了。
在linux下写socket的程序的时候，如果尝试send到一个disconnected
socket上，就会让底层抛出一个SIGPIPE信号。
这个信号的缺省处理方法是退出进程，大多数时候这都不是我们期望的。因此我们需要重载这个信号的处理方法。调用以下代码，即可安全的屏蔽SIGPIPE：
struct sigaction sa;
sa.sa_handler = SIG_IGN;
sigaction( SIGPIPE, &sa, 0 );
signal设置的信号句柄只能起一次作用，信号被捕获一次后，信号句柄就会被还原成默认值了。
sigaction设置的信号句柄，可以一直有效，值到你再次改变它的设置。
struct sigaction action;
action.sa_handler = handle_pipe;
sigemptyset(&action.sa_mask);
action.sa_flags = 0;
sigaction(SIGPIPE, &action, NULL);
void handle_pipe(int sig)
{
//不做任何处理即可
}
RST的含义为“复位”，它是TCP在某些错误情况下所发出的一种TCP分节。有三个条件可以产生RST:
1), SYN到达某端口但此端口上没有正在监听的服务器。
2), TCP想取消一个已有连接
3), TCP接收了一个根本不存在的连接上的分节。
1． Connect 函数返回错误ECONNREFUSED:
如果对客户的SYN的响应是RST，则表明该服务器主机在我们指定的端口上没有进程在等待与之连接（例如服务器进程也许没有启动），这称为硬错（hard
error），客户一接收到RST，马上就返回错误ECONNREFUSED.
TCP为监听套接口维护两个队列。两个队列之和不超过listen函数第二个参数backlog。
当一个客户SYN到达时，若两个队列都是满的，TCP就忽略此分节，且不发送RST.这个因为：这种情况是暂时的，客户TCP将重发SYN，期望不久就能
在队列中找到空闲条目。要是TCP服务器发送了一个RST，客户connect函数将立即发送一个错误，强制应用进程处理这种情况，而不是让TCP正常的
重传机制来处理。还有，客户区别不了这两种情况：作为SYN的响应，意为“此端口上没有服务器”的RST和意为“有服务器在此端口上但其队列满”的
RST.
Posix.1g允许以下两种处理方法：忽略新的SYN，或为此SYN响应一个RST.历史上，所有源自Berkeley的实现都是忽略新的SYN。
2．如果杀掉服务器端处理客户端的子进程，进程退出后，关闭它打开的所有文件描述符，此时，当服务器TCP接收到来自此客户端的数据时，由于先前打开的那个套接字接口的进程已终止，所以以RST响应。
经常遇到的问题：
如果不判断read , write函数的返回值，就不知道服务器是否响应了RST,
此时客户端如果向接收了RST的套接口进行写操作时，内核给该进程发一个SIGPIPE信号。此信号的缺省行为就是终止进程，所以，进程必须捕获它以免不情愿地被终止。
进程不论是捕获了该信号并从其信号处理程序返回，还是不理会该信号，写操作都返回EPIPE错误。
3． 服务器主机崩溃后重启
如果服务器主机与客户端建立连接后崩溃，如果此时，客户端向服务器发送数据，而服务器已经崩溃不能响应客户端ACK，客户TCP将持续重传数据分节，试图从服务器上接收一个ACK，如果服务器一直崩溃客户端会发现服务器已经崩溃或目的地不可达，但可能需要比较长的时间；
如果服务器在客户端发现崩溃前重启，服务器的TCP丢失了崩溃前的所有连接信息，所以服务器TCP对接收的客户数据分节以RST响应。
二、关于socket的recv：
对于TCP non-blocking socket, recv返回值==
-1，但是errno == EAGAIN, 此时表示在执行recv时相应的socket
buffer中没有数据，应该继续recv。
【If no messages are available at the socket
and O_NONBLOCK is not set on the socket's file
descriptor, recv() shall block until a message arrives. If
no messages are available at the socket and
O_NONBLOCK is set on the socket's file descriptor,
recv() shall fail and set errno to [EAGAIN] or
[EWOULDBLOCK].】
对于UDP recv 应该一直读取直到recv（）==-1 &&
errno==EAGAIN，表示buffer中数据包被全部读取。
接收数据时常遇到Resource temporarily
unavailable的提示，errno代码为11(EAGAIN)。这表明你在非阻塞模式下调用了阻塞操作，在该操作没有完成就返回这个错误，这个错误不会破坏socket的同步，不用管它，下次循环接着recv就可以。对非阻塞socket而言，EAGAIN不是一种错误。在VxWorks和
Windows上，EAGAIN的名字叫做EWOULDBLOCK。其实这算不上错误，只是一种异常而已。
while (res !=
0)
{
//len = recv(sockfd, buff, MAXBUF, 0);
len =
recv(sockfd,
buff, 5,
0);
if (len <</span> 0
) {
if(errno
== EAGAIN)
{
printf('RE-Len:%d errno
EAGAIN', len);
continue;
}
if (errno == EINTR)
continue;
perror('recv
error');
break;
} else if (len
> 0) {
printf('Recved:%s, and len is:%d
', buff,
len);
len =
send(sockfd,
buff, len,
0);
if (len <</span>
0) {
perror('send
error');
return -1;
}
memset(buff, 0,
MAXBUF);
continue;
} else {
//==0
printf('Disconnected by
peer!');
res =
0;
return res;
}
}
|
外记：
accetp()是慢系统调用，在信号产生时会中断其调用并将errno变量设置为EINTR，此时应重新调用accept()。
所以使用时应这样：
while(1)
{
if ( (connfd =
accept(....))
== -1 )
{
if (errno
== EINTR)
continue;
perror('accept()');
exit(1);
}
}
|
signal 与 sigaction 区别：
signal函数每次设置具体的信号处理函数(非SIG_IGN)只能生效一次,每次在进程响应处理信号时，随即将信号处理函数恢复为默认处理方式.所以如果想多次相同方式处理某个信号,通常的做法是,在响应函数开始,再次调用signal设置。
int
sig_int(); //My signal
handler
...
signal(SIGINT,
sig_int);
...
int sig_int()
{
signal(SIGINT,
sig_int);
....
}
这种代码段的一个问题是：在信号发生之后到信号处理程序中调用s i g n a l函数之间有一个
时间窗口。在此段时间中，可能发生另一次中断信号。第二个信号会造成执行默认动作，而对
中断信号则是终止该进程。这种类型的程序段在大多数情况下会正常工作，使得我们认为它们
正确，而实际上却并不是如此。
另一个问题是：在进程不希望某种信号发生时，它不能关闭该信号
sigaction:
1.在信号处理程序被调用时，系统建立的新信号屏蔽字会自动包括正被递送的信号。因此保证了在处理一个
给定的信号时，如果这种信号再次发生，那么它会被阻塞到对前一个信号的处理结束为止
2.响应函数设置后就一直有效,不会重置
3.对除S I G A L R M以外的所有信号都企图设置S A _ R E S TA RT标志，于是被这些信号中断
的系统调用(read,write)都能自动再起动。不希望再起动由S I G A L R
M信号中断的系统调用的原因是希望对I / O操作可以设置时间限制。
所以希望能用相同方式处理信号的多次出现,最好用sigaction.信号只出现并处理一次,可以用signal
服务端关闭已连接客户端，客户端接着发数据产生问题，
1.
当服务器close一个连接时，若client端接着发数据。根据TCP协议的规定，会收到一个RST响应，client再往这个服务器发送数据时，系统会发出一个SIGPIPE信号给进程，告诉进程这个连接已经断开了，不要再写了。
根据信号的默认处理规则SIGPIPE信号的默认执行动作是terminate(终止、退出),所以client会退出。若不想客户端退出可以把SIGPIPE设为SIG_IGN
如:
signal(SIGPIPE,SIG_IGN);
这时SIGPIPE交给了系统处理。
2. 客户端write一个已经被服务器端关闭的sock后，返回的错误信息Broken
pipe.
1）broken
pipe的字面意思是“管道破裂”。broken pipe的原因是该管道的读端被关闭。
2）broken
pipe经常发生socket关闭之后（或者其他的描述符关闭之后）的write操作中
3）发生broken pipe错误时，进程收到SIGPIPE信号，默认动作是进程终止。
4）broken
pipe最直接的意思是：写入端出现的时候，另一端却休息或退出了，
因此造成没有及时取走管道中的数据，从而系统异常退出；
服务器采用了fork的话，要收集垃圾进程，防止僵尸进程的产生，可以这样处理：
signal(SIGCHLD,SIG_IGN); 交给系统init去回收。
这里子进程就不会产生僵尸进程了。
