TCP連接檢測機制

采用TCP連接的C/S模式軟件，連接的雙方在連接空閑狀態時，如果任意一方意外崩潰、當機、網線斷開或路由器故障，另一方無法得知TCP連接已經失效，除非繼續在此連接上發送數據導致錯誤返回。很多時候，這不是我們需要的。我們希望服務器端和客戶端都能及時有效地檢測到連接失效，然后優雅地完成一些清理工作并把錯誤報告給用戶。

客戶端采用如下步驟：

1， 連接

2， 拔掉網線

經過以上兩步： 

從上圖中可以看到，此時服務端的連接依然存在。 

所以，tcp只是數據的發送與接收，包括握手，斷開以及rst，time_wait，close_wait 等等。

如何及時有效地檢測到一方的非正常斷開，一直有兩種技術可以運用。一種是由TCP協議層實現的Keepalive，另一種是由應用層自己實現的心跳包。

TCP默認并不開啟Keepalive功能，因為開啟Keepalive功能需要消耗額外的寬帶和流量，盡管這微不足道，但在按流量計費的環境下增加了費用，另一方面，Keepalive設置不合理時可能會因為短暫的網絡波動而斷開健康的TCP連接。并且，默認的Keepalive超時需要7,200,000 milliseconds，即2小時，探測次數為5次。就是如果在指定的時間內（一般為2個小時）沒有數據傳送，服務器會給對端發送一個Keep-Alive數據報（注意是由服務器主動發起），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。但兩個小時對于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);
        } 

代碼摘自網絡