在C#中利用Keep-Alive处理Socket网络异常断开的方法

网络异常断开原因主要有那些呢？归纳起来主要有以下两种：

1、客户端程序异常。

　　对于这种情况，我们很好处理，因为客户端程序异常退出会在服务端引发ConnectionReset的Socket异常（就是WinSock2中的10054异常）。只要在服务端处理这个异常就可以了。

2、网络链路异常。

　　如：网线拔出、交换机掉电、客户端机器掉电。当出现这些情况的时候服务端不会出现任何异常。这样的话上面的代码就不能处理这种情况了。对于这种情况在MSDN里面是这样处理的，我在这里贴出MSDN的原文：

如果您需要确定连接的当前状态，请进行非阻止、零字节的 Send 调用。如果该调用成功返回或引发 WAEWOULDBLOCK 错误代码 (10035)，则该套接字仍然处于连接状态；否则，该套接字不再处于连接状态。

　　但是我在实际应用中发现，MSDN说的这种处理方法在很多时候根本无效，无法检测出网络已经异常断开了。那我们该怎么办呢？

　　我们知道，TCP有一个连接检测机制，就是如果在指定的时间内（一般为2个小时）没有数据传送，会给对端发送一个Keep-Alive数据报，使用的序列号是曾经发出的最后一个报文的最后一个字节的序列号，对端如果收到这个数据，回送一个TCP的ACK，确认这个字节已经收到，这样就知道此连接没有被断开。如果一段时间没有收到对方的响应，会进行重试，重试几次后，向对端发一个reset，然后将连接断掉。

　　在Windows中，第一次探测是在最后一次数据发送的两个小时，然后每隔1秒探测一次，一共探测5次，如果5次都没有收到回应的话，就会断开这个连接。但两个小时对于我们的项目来说显然太长了。我们必须缩短这个时间。那么我们该如何做呢？我要利用Socket类的IOControl()函数。我们来看看这个函数能干些什么：

使用 IOControlCode 枚举指定控制代码，为 Socket 设置低级操作模式。

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

语法

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


参数
ioControlCode
一个 IOControlCode 值，它指定要执行的操作的控制代码。

optionInValue
Byte 类型的数组，包含操作要求的输入数据。

optionOutValue
Byte 类型的数组，包含由操作返回的输出数据。

返回值
optionOutValue 参数中的字节数。

如：

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

我们要搞清楚的就是inOptionValues的定义，在C++里它是一个结构体。我们来看看这个结构体：

struct tcp_keepalive 

{ 

    u_long  onoff; //是否启用Keep-Alive

    u_long  keepalivetime; //多长时间后开始第一次探测（单位：毫秒）

    u_long  keepaliveinterval; //探测时间间隔（单位：毫秒）

}; 

在C#中，我们直接用一个Byte数组传递给函数：

uint dummy = 0;

byte[] inOptionValues = new byte[Marshal.SizeOf(dummy) * 3];

BitConverter.GetBytes((uint)1).CopyTo(inOptionValues, 0);//是否启用Keep-Alive

BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy));//多长时间开始第一次探测

BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy) * 2);//探测时间间隔

具体实现代码：

首先，我们引入命名空间：

using System.Runtime.InteropServices;

其次，构建方法：

        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, 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，这样就成功了。

namespace System.Net.Sockets

{

public static class SocketExtensions

{

private const int BytesPerLong = 4; // 32 / 8

private const int BitsPerByte = 8;

/// <summary>

/// Sets the keep-alive interval for the socket.

/// </summary>

/// <param name="socket">The socket.</param>

/// <param name="time">Time between two keep alive "pings".</param>

/// <param name="interval">Time between two keep alive "pings" when first one fails.</param>

/// <returns>If the keep alive infos were succefully modified.</returns>

public static bool SetKeepAlive(this Socket socket,ulong time,ulong interval)

{

try

{

// Array to hold input values.

var input = new[]

{

(time == 0 || interval == 0) ? 0UL : 1UL,// on or off

time,

interval

};

// Pack input into byte struct.

byte[] inValue = new byte[3 * BytesPerLong];

for (int i = 0; i < input.Length; i++)

{

inValue[i * BytesPerLong + 3] = (byte)(input[i] >> ((BytesPerLong - 1) * BitsPerByte) & 0xff);

inValue[i * BytesPerLong + 2] = (byte)(input[i] >> ((BytesPerLong - 2) * BitsPerByte) & 0xff);

inValue[i * BytesPerLong + 1] = (byte)(input[i] >> ((BytesPerLong - 3) * BitsPerByte) & 0xff);

inValue[i * BytesPerLong + 0] = (byte)(input[i] >> ((BytesPerLong - 4) * BitsPerByte) & 0xff);

}

// Create bytestruct for result (bytes pending on server socket).

byte[] outValue = BitConverter.GetBytes(0);

// Write SIO_VALS to Socket IOControl.

socket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Tcp,SocketOptionName.KeepAlive,true);

socket.IOControl(IOControlCode.KeepAliveValues,inValue,outValue);

}

catch (SocketException e)

{

Console.WriteLine("Failed to set keep-alive: {0} {1}",e.ErrorCode,e);

return false;

}

return true;

}

 

}

}

The result is not error,no exception and no keepalive in the expected time frame.
I am passing both times in mill-seconds. The Trace that I have shows 12 bytes in the form of
01 00 00 00 10 27 00 00 98 3a 00 00 when called as SetKeepAlive(10000,15000);

I am not really sure if I need to put the bytes in this order or not. If working directly with the Winsock API,the keepalive
option uses a structure of 3 ULONGS with a 1 in the first one,the time in the 2nd one and the retry time (interval in this code)
in the third one.

摘自: https://blog.csdn.net/ma_jiang/article/details/7363195