NonBlocking Socket

NonBlocking Socket이란

사실 우리가 아무런 작업 없이 소켓을 생성하면 Blocking Socket이 만들어진다. (winsock2 기준) 

Blocking Socket이라고 불리우는 이유는 send, receive, accept 등 동작을 할 때 상황이 여의치 않으면 제대로 동작할 수 있을 상황까지 프로세스가 대기(Block)하게 되기 때문이다. 반대로 NonBlocking Socket은 여의치 않으면 일단 Return하고 에러 메세지를 통해 상황을 알려준다.

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Block 되는 상황, NonBlock 되는 상황

그렇다면 Blocking Socket이 어떤 상황에서 Block 되는지 알아보자.

1. Send : socket의 SendBuffer 가 가득 차있으면 Block된다.
2. Recv : socket의 ReadBuffer가 비어있으면 Block된다.
3. Accept: 대기중인 연결 요청이 없으면 연결 요청이 생길 때 까지 Block된다.
4. Connect: 서버에 연결이 성사될 때 까지 Block 된다.

NonBlocking Socket은 위의 상황들에서 Block되는 대신 에러를 Return 한다. 따라서 에러 메세지를 해석해서 적절한 조치를 취해주어야 제대로 동작할 수 있다.

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NonBlocking Socket 사용하기

만들기

NonBlocking Socket을 사용하기 위해선 먼저 NonBlocking Socket을 만들어야 한다. NonBlocking Socket은 ioctlsocket 이라는 함수를 사용해 만들 수 있다. 단순히 만들어진 Blocking 소켓을 ioctlsocket 함수를 통해 NonBlocking 소켓으로 만들어주면 된다.

1. Blocking Socket을 만드는 것 과 같이 socekt() 함수를 사용해 소켓을 생성한다.
2. ioctlsocket() 함수를 사용해 만들어진 소켓을 NonBlocking socket으로 만든다.

WSAData wsaData;
	if (::WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)
		return 0;

	// 블로킹(Blocking) 소켓
	// accept -> 접속한 클라가 있을 때
	// connect -> 서버 접속 성공했을 때
	// send, sendto -> 요청한 데이터를 송신 버퍼에 복사했을 때
	// recv, recvfrom -> 수신 버퍼에 도착한 데이터가 있고, 이를 유저레벨 버퍼에 복사했을 때
	
	// 논블로킹(Non-Blocking)

	SOCKET listenSocket = ::socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (listenSocket == INVALID_SOCKET)
		return 0;

	u_long on = 1;
	if (::ioctlsocket(listenSocket, FIONBIO, &on) == INVALID_SOCKET)
		return 0;

	SOCKADDR_IN serverAddr;
	::memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));
	serverAddr.sin_family = AF_INET;
	serverAddr.sin_addr.s_addr = ::htonl(INADDR_ANY);
	serverAddr.sin_port = ::htons(7777);

	if (::bind(listenSocket, (SOCKADDR*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR)
		return 0;

	if (::listen(listenSocket, SOMAXCONN) == SOCKET_ERROR)
		return 0;

그 외 Bind, Listen 작업은 Blocking Socket과 차이가 없다. 

 

NonBlocking 처리

NonBlocking Socket은 Send, Recv, Accept 작업 시 별도의 에러 처리가 필요하다고 했다. 어떻게 하면 좋을지 알아보자.

• Accept 동작이 실패하면 INVALID_SOCKET이 반환된다. 그런데 원래 블록되었어야 하지만 논블로킹 소켓이라 그냥 반환되었을 경우도 INVALID_SOCKET이 반환된다. 따라서 INVALID_SOCKET이 반환됐을 경우 ::WSAGetLastError() == WSAEWOULDBLOCK를 통해 원래 블록되어야 했는지 확인해야한다. 이런 경우 다시 Accept 함수를 호출해주던가 적절한 조치를 취하고, WSAEWOULDBLOCK상황이 아닌 경우 그냥 실패한 것이므로 역시나 이에 적절한 처리를 해주면 된다.
• Send, Recv 동작도 Accept와 매우 비슷하다. SOCKET_ERROR가 반환되었을 경우  ::WSAGetLastError() == WSAEWOULDBLOCK를 통해 원래 블로킹되었어야 했는지 확인하고, 경우에 따라 적절한 조치를 취해주면 된다.

SOCKADDR_IN clientAddr;
	int32 addrLen = sizeof(clientAddr);

	// Accept
	while (true)
	{
		SOCKET clientSocket = ::accept(listenSocket, (SOCKADDR*)&clientAddr, &addrLen);
		if (clientSocket == INVALID_SOCKET)
		{
			// 원래 블록했어야 했는데... 너가 논블로킹으로 하라며?
			if (::WSAGetLastError() == WSAEWOULDBLOCK)
				continue;

			// Error
			break;
		}

		cout << "Client Connected!" << endl;

		// Recv
		while (true)
		{
			char recvBuffer[1000];
			int32 recvLen = ::recv(clientSocket, recvBuffer, sizeof(recvBuffer), 0);
			if (recvLen == SOCKET_ERROR)
			{
				// 원래 블록했어야 했는데... 너가 논블로킹으로 하라며?
				if (::WSAGetLastError() == WSAEWOULDBLOCK)
					continue;

				// Error
				break;
			}
			else if (recvLen == 0)
			{
				// 연결 끊김
				break;
			}

			cout << "Recv Data Len = " << recvLen << endl;

			// Send
			while (true)
			{
				if (::send(clientSocket, recvBuffer, recvLen, 0) == SOCKET_ERROR)
				{
					// 원래 블록했어야 했는데... 너가 논블로킹으로 하라며?
					if (::WSAGetLastError() == WSAEWOULDBLOCK)
						continue;
					// Error
					break;
				}

				cout << "Send Data ! Len = " << recvLen << endl;
				break;
			}
		}
	}

코드를 보면 알겠지만 while(ture)로 묶인 코드가 많다. 즉 의미없이 반복되는 NonBlocking 함수들이 많다. NonBlocking이면 Blocking보다 더 효율적이라고 생각했을지 모르지만 코드를 위와 같이 짜면 오히려 더 비효율적으로 동작하게 된다. 이런 문제를 해결하기 위해 여러가지 네트워크 모델이 필요하다.