linux下socket keep alive讲解

【需求】

不影响服务器处理的前提下，检测客户端程序是否被强制终了。
【现状】
服务器端和客户端的Socket都设定了keepalive属性。
服务器端设定了探测次数等参数，客户端、服务器只是打开了keepalive机能
服务器端起了一个监视线程，利用select来检测socket是否被关闭。。。

下面这是我的一点肤浅理解。

1.关于keep alive

无论windows,还是linux,keepalive就三个参数：

sk->keepalive_probes：探测次数
sk->keepalive_time   探测的超时
sk->keepalive_intvl 探测间隔

linux的路径：/proc/sys/net/ipv4/

对于一个已经建立的tcp连接。如果在keepalive_time时间内双方没有任何的数据包传输，则开启keepalive功能的一端将发送 eepalive数据包，若没有收到应答，则每隔keepalive_intvl时间再发送该数据包，发送keepalive_probes次。一直没有 收到应答，则发送rst包关闭连接。若收到应答，则将计时器清零。例如★：

sk->keepalive_probes = 3;
sk->keepalive_time   = 30;
sk->keepalive_intvl = 1;

意思就是说对于tcp连接，如果一直在socket上有数据来往就不会触发keepalive,但是如果30秒一直没有数据往来，则keep alive开始工作：发送探测包，受到响应则认为网络，是好的，结束探测；如果没有相应就每隔1秒发探测包，一共发送3次，3次后仍没有相应，
就 关闭连接，也就是从网络开始断到你的socket能够意识到网络异常，最多花33秒。但是如果没有设置keep alive，可能你在你的socket（阻塞性）的上面，接收: recv会一直阻塞不能返回，除非对端主动关闭连接，因为recv不知道socket断了。发送：取决于数据量的大小，只要底层协议站的buffer能放 下你的发送数据，应用程序级别的send就会一直成功返回。 直到buffer满，甚至buffer满了还要阻塞一段时间试图等待buffer空闲。所以你对send的返回值的检查根本检测不到失败。开启了keep alive功能，你直接通过发送接收的函数返回值就可以知道网络是否异常。设置的方法（应用层）：

int keepalive = 1; // 开启keepalive属性
int keepidle = 60; // 如该连接在60秒内没有任何数据往来,则进行探测
int keepinterval = 5; // 探测时发包的时间间隔为5 秒
int keepcount = 3; // 探测尝试的次数.如果第1次探测包就收到响应了,则后2次的不再发.
setsockopt(rs, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void *)&keepalive , sizeof(keepalive ));
setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, (void*)&keepidle , sizeof(keepidle ));
setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPINTVL, (void *)&keepinterval , sizeof(keepinterval ));
setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, (void *)&keepcount , sizeof(keepcount ));

2.select和keep alive的关系

select 是为单个线程使用多个socket而设计的，跟检测连接无关，如果只是检测一个socket的话，没有必要使用select。开了keepalive机能 的话，每次调用recv或send时检查返回值，判断是否出错或为0.如果出错，再检查errno查资料，看哪个或哪几个错误号表示链接断了或不存在就可 以了。

另外，谁想定期检查连接状况,谁就启用keep alive。另一端可以不起，只是被动地对探测包进行响应，这种响应是tcp协议的基本要求，跟keep alive无关。并不需要客户端和服务器端都开启keep alive。

3.测试结果

按照例★的值在一端的socket上开启keep alive，然后阻塞在一个recv或者不停的send，这个时候拔了网线，测试从拔掉网线到recv/send返回失败的时间。

在linux kernel里头的测试发现，对于阻塞型的socket，当recv的时候，如果没有设置keep alive，即使网线拔掉或者ifdown，recv很长时间不会返回，最长达17分钟，虽然这个时间比linux的默认超时时间（）短了很多。但是如果 设置了keep alive，基本都在keepalive_time +keepalive_probes*keepalive_intvl =33秒内返回错误。

但是对于循环不停send的socket，当拔掉网线后，会持续一段时间send返 回成功（0~10秒左右，取决 于发送数据的量），然后send阻塞，因为协议层的buffer满了，在等待buffer空闲，大概90秒左右后才会返回错误。由此看来，send的时 候，keep alive似乎没有起到作用，这个原因至今也不清楚。后来通过给send之前设置timer来解决的。