背景

多线程模式下，偶尔会遇到recvfrom在非阻塞模式下不能正常返回的情况，使得系统出现假死锁，从而导致整个系统不能提供服务。

剖析

在上图中，如果threadB在进行recvfrom调用时，sockfd已经被关闭了，而threadD又重新创建了sockfd且值刚好与原来的值相同（即新创建的sockfd依然是6），此时sockfd还未设置为非阻塞模式，这样在多线程模式下就出现sockfd的非线程安全访问，导致recvfrom调用会出现概率性卡死问题。

案例

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/time.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <stdarg.h>
#include <poll.h>static int gSocket = -1;#define NONBLOCK 1
#define SER_PORT 6666#define TIMESTAMPE ({                                           \char timeStampe[128] = {0};                                 \do {                                                        \struct timeval now = {0};                               \struct tm *tm = NULL;                                   \gettimeofday(&now, NULL);                               \tm = localtime(&now.tv_sec);                            \if (!tm)                                                \{                                                       \break;                                              \}                                                       \snprintf(timeStampe, sizeof(timeStampe) - 1,            \"[%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d:%06ld]",            \tm->tm_year + 1900, tm->tm_mon + 1, tm->tm_mday,    \tm->tm_hour, tm->tm_min, tm->tm_sec, now.tv_usec);  \} while (0);                                                \timeStampe;                                                 \
})static void doPrint(const char *file, int line, const char *format, ...)
{char buffer[1024] = {0};va_list vlist;va_start(vlist, format);vsnprintf(buffer, sizeof(buffer) - 1, format, vlist);va_end(vlist);fprintf(stdout, "%s %s:%04d[%05ld] -- %s\n", TIMESTAMPE, file, line, syscall(SYS_gettid), buffer);
}#define dolog(...) do {                         \doPrint(__FILE__, __LINE__, __VA_ARGS__);   \
} while (0)#define setNonBlock(sockfd) do {                    \int flags = fcntl((sockfd), F_GETFL);           \fcntl((sockfd), F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);   \
} while (0)#define isNonBlock(sockfd) ({                       \int flags = 0;                                  \flags = fcntl((sockfd), F_GETFL) & O_NONBLOCK;  \flags;                                          \
})static void *runThread(void *arg)
{int flags = -1;while (1) {
#if NONBLOCKgSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);setNonBlock(gSocket);
#elsegSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_NONBLOCK, 0);
#endifstruct sockaddr_in address = {.sin_family = AF_INET,.sin_port   = htons(SER_PORT),.sin_addr   = {.s_addr = inet_addr("127.0.0.1")}};const int reuseFlag = 1;setsockopt(gSocket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const char*)&reuseFlag, sizeof reuseFlag);bind(gSocket, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address));//dolog("Create gSocket[%d], %s", gSocket, strerror(errno));usleep(400);close(gSocket);gSocket = -1;}
}static void *clientThread(void *arg)
{char buffer[] = {"I am a client thread."};while (1) {
#if NONBLOCKint sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);setNonBlock(gSocket);
#elseint sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_NONBLOCK, 0);
#endifstruct sockaddr_in serverAddr = {.sin_family = AF_INET,.sin_port   = htons(SER_PORT),.sin_addr   = {.s_addr = inet_addr("127.0.0.1")}};socklen_t addrlen = sizeof(serverAddr);int retval = sendto(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr *)&serverAddr, addrlen);//dolog("sendto '%d' byte, %s", retval, strerror(errno));usleep(200);close(sockfd);}
}int main(int argc, const char *argv[])
{struct sockaddr_in address = {0};pthread_t pthread1 = -1;pthread_create(&pthread1, NULL, runThread, NULL);pthread_t pthread2 = -1;pthread_create(&pthread2, NULL, clientThread, NULL);while (1) {struct pollfd pfd = {.fd     = gSocket,.events = POLLIN,};int retval = poll(&pfd, 1, 1000);if (retval > 0) {char buffer[1024] = {0};int len = sizeof(address);int retval = recvfrom(gSocket, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0, (struct sockaddr *)(&address), &len);dolog("gSocket[%d], retval[%d], reason[%s], %s", gSocket, retval, strerror(errno), buffer);} else {dolog("gSocket[%d] poll error, reason[%s]", gSocket, (0 == retval) ? "timeout" : strerror(errno));}usleep(200);}sleep(10);return 0;
}

#define NONBLOCK 1

当NONBLOCK为1时，上述案例在运行不久后会出现recvfrom卡死的情况。

#define NONBLOCK 0

当NONBLOCK为0时，上述案例不会出现卡死情况。

总结

在多线程模式下，要尽量保证sockfd的原子操作；如果不能保证，就需要保证sockfd在创建成功时就是非阻塞模式，这样可以避免出现一些隐藏的问题，如下操作。

gSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM | SOCK_NONBLOCK, 0);

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非阻塞recvfrom卡住

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#define NONBLOCK 0

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