如何唤醒socket被阻塞的函数

  最近项目遇到一个问题，程序退出的时候资源没有正常释放。经过调试发现，原来是网络线程一直阻塞，导致一些必要的资源没有被释放，写了几个简单的测试程序调试了一下才明白，原来在Linux下直接close socket的文件描述符，并不会使程序中调用的一些阻塞式的socket函数（比如 read、recvfrom 等）退出阻塞，从而导致无法正常释放资源。简化示例如下。

    下面是一个简化的UDP服务程序，首先创建socket对象，然后开启服务线程，将客户端发送过来的数据包回发给客户端。当用户在shell中敲入两次回车后，程序退出。我们来观察一下程序退出后，socket服务线程在怎样的情况下可以正常退出。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/in.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

#define SERVER_PORT 8888
#define BUFFER_LEN  256

int g_Exit = 0;

void *service( void* arg )
{
    char buff[BUFFER_LEN];
    struct sockaddr clientAddr;
    int socklen = sizeof(clientAddr);
    int recvbytes;
    int socketfd = *((int *)arg);

    printf("OK, Enter Service!
");

    while(!g_Exit)
    {
        recvbytes = recvfrom(socketfd,buff,BUFFER_LEN,0,&clientAddr,&socklen);

        sendto(socketfd,buff,recvbytes,0,&clientAddr,socklen);
    }

    printf("OK, Service Thread Exit!
");

    pthread_exit(NULL);;
}

int main( int argc,char * argv[] )
{
    int fd;
    void *status;
    struct sockaddr_in serverAddr;
    pthread_t thr;
    pthread_attr_t attr;

    fd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

    memset(&serverAddr,0,sizeof(serverAddr));

    serverAddr.sin_family = AF_INET;
    serverAddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serverAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

    bind(fd,(struct sockaddr *)&serverAddr,sizeof(serverAddr));

    // create service thread
    pthread_attr_init(&attr);
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
    if( pthread_create(&thr,&attr,service,(void *)&fd ) )
    {
        printf("pthread_create fail!
");
        return -1;
    }
    // Free attribute
    pthread_attr_destroy(&attr);

    // wait user control exit
    getchar();
    getchar();

    g_Exit = 1;

    printf("OK, Waiting For Thread Exit...!
");

   close(fd);

    // wait for thread exit
  pthread_join(thr, &status);

printf("OK, Exit Main Process !
");

    return 0;
}

    上述程序，当用户敲两次回车后，显示结果如下：

    

    可以看到，没有打出主进程和服务线程的退出信息，无论是主进程还是服务线程都没有正常退出，由此可见，直接close socket句柄，并不能使 recvfrom 函数退出阻塞。

    那么，如果把 pthread_join 换成 pthread_cancel 呢？结果是一样的，虽然主进程退出了，但依然无法让 service 线程正常退出。那么，该如何才能正常退出 recvfrom 的阻塞呢？

    网上搜了一下，可以考虑使用 shutdown 函数。

//shutdown函数原型为：
#include <sys/socket.h>
int shutdown(int s, int how);

//shutdown() 可以对套接字的关闭进行更细致的控制，它允许对套接字进行单向关闭或全部禁止。
//参数 s 为待关闭的套接字描述符。
//参数 how 指定了关闭方式，具体取值如下：
//SHUT_RD : 将连接上的读通道关闭，此后进程将不能再接收到任何数据，接收缓冲区中还未被读取的数据也将被丢弃，但仍然可以在该套接字上发送数据。
//SHUT_WR : 将连接上的写通道关闭，此后进程将不能再发送任何数据，发送缓冲区中还未被发送的数据也将被丢弃，但仍然可以在该套接字上接收数据。
//SHUT_RDWR : 读、写通道都将被关闭。
//执行成功返回 0，出错则返回 -1，错误代码存入 errno 中。

    可以测试一下，我们在上述代码的pthread_join前面加上一句：shutdown(fd,SHUT_RDWR); 然后再编译调试，结果如下： 

    

    可以看到，Service服务线程已经正常退出了。进一步测试，如果只是shutdown写通道或者只shutdown读通道呢？

    经过测试可以发现，如果只关闭写通道 shutdown(fd,SHUT_WR); 服务线程依然无法正常退出，而如果只关闭读通道 shutdown(fd,SHUT_RD)，则服务线程正常退出了。分析如下：因为recvfrom在fd的读通道等待列表中，因此必须关闭读通道时才能将recvfrom阻塞唤醒。

    那么，为啥shutdown就可以使得recvfrom退出阻塞，而close却不能呢？

    我的理解如下：shutdown破坏了socket连接的读写通道，导致读写阻塞的socket函数被唤醒，而close函数只是做了关闭连接释放socket资源的操作，却并没有进行读写通道的清理工作，从而无法成功唤醒读写函数的阻塞。（期待高手给出更深层次的解释）

    进一步，那么，解决这一问题，还有其他的什么办法没有？

    下面我简单地罗列一下网上搜到的可行的一些方法，以后有时间再深入研究：

    1.  设置socket发送/接收超时

    2.  使用非阻塞方式，异步socket模型

    3.  其他方式，欢迎大家补充。