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setsockopt函数概念和使用案例

news 2025/7/27 7:07:10

setsockopt 函数详解：选项与使用案例

概念解析

setsockopt() 是用于配置套接字参数的系统调用函数，允许开发者调整套接字的行为特性。其函数原型如下：

#include <sys/socket.h>
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);

参数说明

sockfd：套接字文件描述符
level：选项协议层（控制选项的层级）
optname：具体选项名称（需配合 level 使用）
optval：指向选项值的指针
optlen：选项值的长度

常用选项详解（按协议层分类）

1. 通用套接字选项（SOL_SOCKET）

选项名称	数据类型	含义
SO_REUSEADDR	int	允许地址重用，快速重启绑定相同地址的服务
SO_REUSEPORT	int	允许多个套接字绑定相同IP和端口（Linux 3.9+）
SO_KEEPALIVE	int	启用TCP keepalive机制，检测死连接
SO_LINGER	struct linger	控制close()行为：是否等待未发送数据完成
SO_RCVBUF	int	设置接收缓冲区大小（字节）
SO_SNDBUF	int	设置发送缓冲区大小（字节）
SO_RCVTIMEO	struct timeval	设置接收超时时间
SO_SNDTIMEO	struct timeval	设置发送超时时间
SO_BROADCAST	int	允许发送广播数据报（UDP）
SO_DONTROUTE	int	绕过标准路由，直接发送到本地网络主机
SO_OOBINLINE	int	将带外数据放入普通数据流中
SO_ERROR	int	获取并清除套接字错误状态（只读，需用getsockopt）

2. TCP协议选项（IPPROTO_TCP）

选项名称	数据类型	含义
TCP_NODELAY	int	禁用Nagle算法（1=禁用，0=启用）
TCP_MAXSEG	int	设置TCP最大分段大小（MSS）
TCP_KEEPIDLE	int	设置首次keepalive探测前的空闲时间（秒）
TCP_KEEPINTVL	int	设置keepalive探测间隔时间（秒）
TCP_KEEPCNT	int	设置断开连接前的最大keepalive探测次数
TCP_QUICKACK	int	启用快速ACK确认（1=启用，0=禁用）
TCP_DEFER_ACCEPT	int	等待数据到达才唤醒进程（秒）
TCP_CORK	int	延迟发送小数据包，合并发送（类似Nagle但更主动）

3. IP协议选项（IPPROTO_IP）

选项名称	数据类型	含义
IP_TTL	int	设置IP生存时间（TTL）
IP_TOS	int	设置服务类型（TOS）字段
IP_MULTICAST_TTL	unsigned char	设置多播数据包的TTL
IP_MULTICAST_LOOP	unsigned char	设置多播数据包是否回环到本地（1=回环，0=不回环）
IP_ADD_MEMBERSHIP	struct ip_mreq	加入多播组
IP_DROP_MEMBERSHIP	struct ip_mreq	离开多播组
IP_PKTINFO	int	启用接收辅助数据中的包信息

4. IPv6协议选项（IPPROTO_IPV6）

选项名称	数据类型	含义
IPV6_V6ONLY	int	仅使用IPv6（1=禁用IPv4映射，0=启用映射）
IPV6_UNICAST_HOPS	int	设置单播跳数限制（类似TTL）
IPV6_MULTICAST_HOPS	int	设置多播跳数限制
IPV6_MULTICAST_LOOP	int	设置多播回环（1=启用，0=禁用）
IPV6_ADD_MEMBERSHIP	struct ipv6_mreq	加入IPv6多播组
IPV6_RECVPKTINFO	int	接收数据包信息（类似IP_PKTINFO）

使用案例

1. 地址重用（快速重启服务）

int reuse = 1;
if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)) < 0) {perror("setsockopt(SO_REUSEADDR) failed");exit(EXIT_FAILURE);
}// 在bind()之前设置
bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

2. 禁用Nagle算法（低延迟应用）

int flag = 1;
setsockopt(sockfd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, &flag, sizeof(flag));

3. 设置TCP Keepalive参数

int keepalive = 1;
int keepidle = 30;    // 30秒空闲后开始探测
int keepintvl = 10;   // 每10秒探测一次
int keepcnt = 3;      // 探测3次无响应则断开setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &keepalive, sizeof(keepalive));
setsockopt(sockfd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPIDLE, &keepidle, sizeof(keepidle));
setsockopt(sockfd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPINTVL, &keepintvl, sizeof(keepintvl));
setsockopt(sockfd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPCNT, &keepcnt, sizeof(keepcnt));

4. 设置接收超时

struct timeval tv;
tv.tv_sec = 5;   // 5秒超时
tv.tv_usec = 0;setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv, sizeof(tv));

5. 调整缓冲区大小

int bufsize = 1024 * 1024;  // 1MB// 设置发送缓冲区
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &bufsize, sizeof(bufsize));// 设置接收缓冲区
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &bufsize, sizeof(bufsize));

6. 加入多播组

struct ip_mreq mreq;
mreq.imr_multiaddr.s_addr = inet_addr("224.0.0.1");
mreq.imr_interface.s_addr = htonl(INADDR_ANY);setsockopt(sockfd, IPPROTO_IP, IP_ADD_MEMBERSHIP, &mreq, sizeof(mreq));

7. 设置Linger选项（立即关闭连接）

struct linger ling;
ling.l_onoff = 1;   // 启用linger选项
ling.l_linger = 0;  // 立即关闭，丢弃未发送数据setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &ling, sizeof(ling));

错误处理

if (setsockopt(sockfd, level, optname, optval, optlen) == -1) {switch(errno) {case EBADF:  // 无效文件描述符perror("Invalid socket descriptor");break;case EINVAL: // 无效参数perror("Invalid argument");break;case ENOPROTOOPT: // 协议不支持该选项perror("Protocol not supported");break;case ENOTSOCK:    // 描述符不是套接字perror("Descriptor is not a socket");break;default:perror("setsockopt failed");}// 处理错误...
}