在C#中利用Keep-Alive处理Socket网络异常断开的方法

互联网 2022/1/14 17:04:08

在C#中利用Keep-Alive处理Socket网络异常断开的方法最近我负责一个IM项目的开发,服务端和客户端采用TCP协议连接。服务端采用C#开发,客户端采用Delphi开发。在服务端开发中我碰到了各种各样的网络异常断开现象。在处理这些异常的时候有了一些心得,现在写出来和大家分享…

在C#中利用Keep-Alive处理Socket网络异常断开的方法

 

  最近我负责一个IM项目的开发,服务端和客户端采用TCP协议连接。服务端采用C#开发,客户端采用Delphi开发。在服务端开发中我碰到了各种各样的网络异常断开现象。在处理这些异常的时候有了一些心得,现在写出来和大家分享一下。

那网络异常断开原因主要有那些呢?归纳起来主要有以下两种:

1、客户端程序异常。

  对于这种情况,我们很好处理,因为客户端程序异常退出会在服务端引发ConnectionReset的Socket异常(就是WinSock2中的10054异常)。只要在服务端处理这个异常就可以了。

2、网络链路异常。

  如:网线拔出、交换机掉电、客户端机器掉电。当出现这些情况的时候服务端不会出现任何异常。这样的话上面的代码就不能处理这种情况了。对于这种情况在MSDN里面是这样处理的,我在这里贴出MSDN的原文:

如果您需要确定连接的当前状态,请进行非阻止、零字节的 Send 调用。如果该调用成功返回或引发 WAEWOULDBLOCK 错误代码 (10035),则该套接字仍然处于连接状态;否则,该套接字不再处于连接状态。

  但是我在实际应用中发现,MSDN说的这种处理方法在很多时候根本无效,无法检测出网络已经异常断开了。那我们该怎么办呢?

  我们知道,TCP有一个连接检测机制,就是如果在指定的时间内(一般为2个小时)没有数据传送,会给对端发送一个Keep-Alive数据报,使用的序列号是曾经发出的最后一个报文的最后一个字节的序列号,对端如果收到这个数据,回送一个TCP的ACK,确认这个字节已经收到,这样就知道此连接没有被断开。如果一段时间没有收到对方的响应,会进行重试,重试几次后,向对端发一个reset,然后将连接断掉。

  在Windows中,第一次探测是在最后一次数据发送的两个小时,然后每隔1秒探测一次,一共探测5次,如果5次都没有收到回应的话,就会断开这个连接。但两个小时对于我们的项目来说显然太长了。我们必须缩短这个时间。那么我们该如何做呢?我要利用Socket类的IOControl()函数。我们来看看这个函数能干些什么:

使用 IOControlCode 枚举指定控制代码,为 Socket 设置低级操作模式。

命名空间:System.Net.Sockets
程序集:System(在 system.dll 中)

语法

C#
public int IOControl (
IOControlCode ioControlCode,
byte[] optionInValue,
byte[] optionOutValue
)


参数
ioControlCode
一个 IOControlCode 值,它指定要执行的操作的控制代码。

optionInValue
Byte 类型的数组,包含操作要求的输入数据。

optionOutValue
Byte 类型的数组,包含由操作返回的输出数据。

返回值
optionOutValue 参数中的字节数。

如:

socket.IOControl(IOControlCode.KeepAliveValues, inOptionValues, null);

我们要搞清楚的就是inOptionValues的定义,在C++里它是一个结构体。我们来看看这个结构体:

struct tcp_keepalive 

    u_long  onoff; //是否启用Keep-Alive
    u_long  keepalivetime; //多长时间后开始第一次探测(单位:毫秒)
    u_long  keepaliveinterval; //探测时间间隔(单位:毫秒)
}; 

在C#中,我们直接用一个Byte数组传递给函数:

uint dummy = 0;
byte[] inOptionValues = new byte[Marshal.SizeOf(dummy) * 3];
BitConverter.GetBytes((uint)1).CopyTo(inOptionValues, 0);//是否启用Keep-Alive
BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy));//多长时间开始第一次探测
BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy) * 2);//探测时间间隔

具体实现代码:

        public static void AcceptThread()
        {
            Thread.CurrentThread.IsBackground = true;
            while (true)
            {
                uint dummy = 0;
                byte[] inOptionValues = new byte[Marshal.SizeOf(dummy) * 3];
                BitConverter.GetBytes((uint)1).CopyTo(inOptionValues, 0);
                BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy));
                BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy) * 2);
                try
                {
                    Accept(inOptionValues);
                }
                catch { }
            }
        }

        private static void Accept(byte[] inOptionValues)
        {
            Socket socket = Public.s_socketHandler.Accept();
            socket.IOControl(IOControlCode.KeepAliveValues, inOptionValues, null);
            UserInfo info = new UserInfo();
            info.socket = socket;
            int id = GetUserId();
            info.Index = id;
            Public.s_userList.Add(id, info);
            socket.BeginReceive(info.Buffer, 0, info.Buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveCallBack), info);
        }

好了,这样就成功了。

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