在C#中利用Keep-Alive處理Socket網絡異常斷開的方法

　　最近我負責一個IM項目的開發，服務端和客戶端采用TCP協議連接。服務端采用C#開發，客戶端采用Delphi開發。在服務端開發中我碰到了各種各樣的網絡異常斷開現象。在處理這些異常的時候有了一些心得，現在寫出來和大家分享一下。

那網絡異常斷開原因主要有那些呢？歸納起來主要有以下兩種：

1、客戶端程序異常。

　　對於這種情況，我們很好處理，因為客戶端程序異常退出會在服務端引發ConnectionReset的Socket異常（就是WinSock2中的10054異常）。只要在服務端處理這個異常就可以了。

2、網絡鏈路異常。

　　如：網線拔出、交換機掉電、客戶端機器掉電。當出現這些情況的時候服務端不會出現任何異常。這樣的話上面的代碼就不能處理這種情況了。對於這種情況在MSDN里面是這樣處理的，我在這里貼出MSDN的原文：

如果您需要確定連接的當前狀態，請進行非阻止、零字節的 Send 調用。如果該調用成功返回或引發 WAEWOULDBLOCK 錯誤代碼 (10035)，則該套接字仍然處於連接狀態；否則，該套接字不再處於連接狀態。

　　但是我在實際應用中發現，MSDN說的這種處理方法在很多時候根本無效，無法檢測出網絡已經異常斷開了。那我們該怎么辦呢？

　　我們知道，TCP有一個連接檢測機制，就是如果在指定的時間內（一般為2個小時）沒有數據傳送，會給對端發送一個Keep-Alive數據報，使用的序列號是曾經發出的最后一個報文的最后一個字節的序列號，對端如果收到這個數據，回送一個TCP的ACK，確認這個字節已經收到，這樣就知道此連接沒有被斷開。如果一段時間沒有收到對方的響應，會進行重試，重試幾次后，向對端發一個reset，然后將連接斷掉。

　　在Windows中，第一次探測是在最后一次數據發送的兩個小時，然后每隔1秒探測一次，一共探測5次，如果5次都沒有收到回應的話，就會斷開這個連接。但兩個小時對於我們的項目來說顯然太長了。我們必須縮短這個時間。那么我們該如何做呢？我要利用Socket類的IOControl()函數。我們來看看這個函數能干些什么：

使用 IOControlCode 枚舉指定控制代碼，為 Socket 設置低級操作模式。

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

語法

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


參數
ioControlCode
一個 IOControlCode 值，它指定要執行的操作的控制代碼。

optionInValue
Byte 類型的數組，包含操作要求的輸入數據。

optionOutValue
Byte 類型的數組，包含由操作返回的輸出數據。

返回值
optionOutValue 參數中的字節數。

如：

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

我們要搞清楚的就是inOptionValues的定義，在C++里它是一個結構體。我們來看看這個結構體：

struct tcp_keepalive 
{ 
    u_long  onoff; //是否啟用Keep-Alive
    u_long  keepalivetime; //多長時間后開始第一次探測（單位：毫秒）
    u_long  keepaliveinterval; //探測時間間隔（單位：毫秒）
}; 

在C#中，我們直接用一個Byte數組傳遞給函數：

uint dummy = 0;
byte[] inOptionValues = new byte[Marshal.SizeOf(dummy) * 3];
BitConverter.GetBytes((uint)1).CopyTo(inOptionValues, 0);//是否啟用Keep-Alive
BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy));//多長時間開始第一次探測
BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy) * 2);//探測時間間隔

具體實現代碼：

        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，這樣就成功了。