HarmonyOS 鸿蒙Next 网络编程系列5-TCP连接超时分析

发布于 1周前 作者 ionicwang 来自 鸿蒙OS

HarmonyOS 鸿蒙Next 网络编程系列5-TCP连接超时分析

1. TCP连接超时简介

TCP是面向连接的协议，通过三次握手建立连接，但是，在建立连接的过程中对方有可能没有响应，这时候发起连接的一方会重试，如果重试多次仍然没有响应，就会触发超时，从而导致连接失败，socket的connect方法支持通过参数设置连接超时时间，默认情况下也可以使用缺省的超时时间，那么，问题来了：

  • 连接的默认超时时间是多少？
  • 如果超时时间设置为0会怎么样？
  • 如果超时时间设置的非常大，比如5分钟，套接字会一直尝试连接吗？

要回答这些问题还不太容易，官方文档也没有给出，下面咱们就自己尝试下，寻找问题的答案。

2.TCP连接超时示例

本示例通过TCP套接字尝试连接一个不存在的IP地址，所以肯定会连接失败，示例中共尝试了5次，第一次使用默认的超时时间，第二次使用0超时时间，第三次使用3秒超时时间，第四次使用30秒超时时间，第五次使用300秒超时时间，每次连接前后都记录下当时的时间，从而方便分析实际耗费的时间。

步骤1：创建Empty Ability项目。

步骤2：在module.json5配置文件加上对权限的声明：

{
  "requestPermissions": [
    {
      "name": "ohos.permission.INTERNET"
    },
    {
      "name": "ohos.permission.GET_WIFI_INFO"
    }
  ]
}

这里分别添加了访问互联网和访问WIFI信息的权限。

步骤3：在Index.ets文件里添加如下的代码：

import socket from '@ohos.net.socket';
import wifiManager from '@ohos.wifiManager';
import systemDateTime from '@ohos.systemDateTime';

//说明：本地的IP地址不是必须知道的，绑定时绑定到IP：0.0.0.0即可，显示本地IP地址的目的是方便对方发送信息过来
//本地IP的数值形式
let ipNum = wifiManager.getIpInfo().ipAddress
//本地IP的字符串形式
let localIp = (ipNum >>> 24) + '.' + (ipNum >> 16 & 0xFF) + '.' + (ipNum >> 8 & 0xFF) + '.' + (ipNum & 0xFF);

@Entry
@Component
struct Index {
  //连接、通讯历史记录
  @State msgHistory: string = ''

  //服务端IP地址
  @State serverIp: string = "0.0.0.0"
  //服务端端口
  @State serverPort: number = 9999
  scroller: Scroller = new Scroller()

  build() {
    Row() {
      Column() {
        Text("TCP连接超时演示")
          .fontSize(14)
          .fontWeight(FontWeight.Bold)
          .width('100%')
          .textAlign(TextAlign.Center)
          .padding(10)

        Flex({ justifyContent: FlexAlign.Start, alignItems: ItemAlign.Center }) {
          Text("本地IP：")
            .width(100)
            .fontSize(14)
            .flexGrow(0)
          Text(localIp)
            .width(110)
            .fontSize(12)
            .flexGrow(0)
        }.width('100%')
        .padding(5)

        Flex({ justifyContent: FlexAlign.Start, alignItems: ItemAlign.Center }) {
          Text("服务端地址：")
            .fontSize(14)
            .width(90)
            .flexGrow(0)

          TextInput({ text: this.serverIp })
            .onChange(value => {
              this.serverIp = value
            })
            .width(110)
            .fontSize(12)
            .flexGrow(1)
          Text(":")
            .width(5)
            .flexGrow(0)

          TextInput({ text: this.serverPort.toString() })
            .type(InputType.Number)
            .onChange(value => {
              this.serverPort = parseInt(value)
            })
            .fontSize(12)
            .flexGrow(0)
            .width(60)
        }
        .width('100%')
        .padding(5)

        Flex({ justifyContent: FlexAlign.Start, alignItems: ItemAlign.Center }) {
          Text("默认超时时间：")
            .fontSize(14)
            .width(130)
            .flexGrow(0)

          Text("default")
            .width(110)
            .fontSize(12)
            .flexGrow(1)

          Button("连接测试")
            .onClick(() => {
              this.connect2Server(true, 0)
            })
            .width(110)
            .fontSize(14)
            .flexGrow(0)
        }
        .width('100%')
        .padding(5)

        Flex({ justifyContent: FlexAlign.Start, alignItems: ItemAlign.Center }) {
          Text("超时时间为0：")
            .fontSize(14)
            .width(130)
            .flexGrow(0)

          Text("0")
            .width(110)
            .fontSize(12)
            .flexGrow(1)

          Button("连接测试")
            .onClick(() => {
              this.connect2Server(false, 0)
            })
            .width(110)
            .fontSize(14)
            .flexGrow(0)
        }
        .width('100%')
        .padding(5)

        Flex({ justifyContent: FlexAlign.Start, alignItems: ItemAlign.Center }) {
          Text("超时时间为3秒：")
            .fontSize(14)
            .width(130)
            .flexGrow(0)

          Text("3000")
            .width(110)
            .fontSize(12)
            .flexGrow(1)

          Button("连接测试")
            .onClick(() => {
              this.connect2Server(false, 3000)
            })
            .width(110)
            .fontSize(14)
            .flexGrow(0)
        }
        .width('100%')
        .padding(5)

        Flex({ justifyContent: FlexAlign.Start, alignItems: ItemAlign.Center }) {
          Text("超时时间为30秒：")
            .fontSize(14)
            .width(130)
            .flexGrow(0)

          Text("30000")
            .width(110)
            .fontSize(12)
            .flexGrow(1)

          Button("连接测试")
            .onClick(() => {
              this.connect2Server(false, 30000)
            })
            .width(110)
            .fontSize(14)
            .flexGrow(0)
        }
        .width('100%')
        .padding(5)

        Flex({ justifyContent: FlexAlign.Start, alignItems: ItemAlign.Center }) {
          Text("超时时间为300秒：")
            .fontSize(14)
            .width(130)
            .flexGrow(0)

          Text("300000")
            .width(110)
            .fontSize(12)
            .flexGrow(1)

          Button("连接测试")
            .onClick(() => {
              this.connect2Server(false, 300000)
            })
            .width(110)
            .fontSize(14)
            .flexGrow(0)
        }
        .width('100%')
        .padding(5)

        Scroll(this.scroller) {
          Text(this.msgHistory)
            .textAlign(TextAlign.Start)
            .padding(5)
            .width('100%')
            .backgroundColor(0xeeeeee)
        }
        .align(Alignment.Top)
        .backgroundColor(0xeeeeee)
        .height(300)
        .flexGrow(1)
        .scrollable(ScrollDirection.Vertical)
        .scrollBar(BarState.On)
        .scrollBarWidth(20)
      }
      .width('100%')
      .justifyContent(FlexAlign.Start)
      .height('100%')
      .padding(5)
    }
    .height('100%')
  }

  //连接服务端
  async connect2Server(defaultTimeout: boolean, timeout: number) {
    //执行TCP通讯的对象
    let tcpSocket = socket.constructTCPSocketInstance();

    let localAddress = { address: "0.0.0.0", family: 1 }

    await tcpSocket.bind(localAddress)

    //服务端地址
    let serverAddress = { address: this.serverIp, port: this.serverPort, family: 1 }

    let option: socket.TCPConnectOptions = { address: serverAddress }
    if (!defaultTimeout) {
      option = { address: serverAddress, timeout: timeout }
      this.msgHistory += "连接超时时间设置：" + timeout.toString() + "\r\n";
    } else {
      this.msgHistory += "连接超时时间设置：default" + "\r\n";
    }

    this.msgHistory += "连接开始时间：" + await getCurrentTimeString() + "\r\n";
    await tcpSocket.connect(option)
      .then(() => {
        this.msgHistory += 'connect success \r\n';
      })
      .catch(async (e) => {
        this.msgHistory += 'connect fail ' + e.message + "\r\n";
        this.msgHistory += "连接结束时间：" + await getCurrentTimeString() + "\r\n\r\n";
      })

    await tcpSocket.close()
  }
}

//同步获取当前时间的字符串形式
async function getCurrentTimeString() {
  let time = ""
  await systemDateTime.getDate().then(
    (date) => {
      time = date.getHours().toString() + ":" + date.getMinutes().toString()
      + ":" + date.getSeconds().toString() + ":" + date.getMilliseconds().toString()
    }
  )
  return "[" + time + "]"
}

步骤4：编译运行，可以使用模拟器或者真机。

步骤5：配置服务端IP和端口，一定要设置不存在的地址，然后逐次单击“连接测试”按钮，执行后的截图如下所示：

步骤6：截图的最后是连接日志信息：

3.TCP连接超时分析

从输出的日志可以分析如下：

  • 默认的超时时间为5秒钟
  • 超时时间设置为0时，按照5秒钟计算超时时间
  • 设置3秒钟或者30秒钟，实际超时时间就是3秒钟或者30秒钟
  • 设置大于65秒的超时时间，实际超时时间为65秒左右

前3个好理解，最后这个65秒是怎么回事呢？这里分析一下，实际上，TCP连接重试时执行等待时间翻倍的规则，也就是连接失败后等待1秒钟重试，再失败等待2秒钟，然后依次是4秒钟、8秒钟、16秒钟、32秒钟，linux默认重试5次，也就是1+2+4+8+16+32=63秒钟，再加上其他耗费的时间，所以表现出来最大超时时间是65秒左右。

怎么样，是不是对鸿蒙系统下TCP连接超时时间有了更清晰的认识呢？

（本文作者原创，除非明确授权禁止转载）

其他鸿蒙网络编程文章：


更多关于HarmonyOS 鸿蒙Next 网络编程系列5-TCP连接超时分析的实战系列教程也可以访问 https://www.itying.com/category-93-b0.html

2 回复

在HarmonyOS鸿蒙Next中，TCP连接超时通常与网络环境、系统配置或应用实现有关。以下是可能导致TCP连接超时的几个关键因素：

  1. 网络延迟：高延迟的网络环境可能导致TCP三次握手无法在规定时间内完成，从而触发超时。可以通过ping或traceroute工具检测网络延迟。

  2. 防火墙或安全策略：防火墙或安全组策略可能阻止TCP连接的建立，导致超时。检查设备或网络的防火墙配置，确保端口未被阻塞。

  3. DNS解析问题：如果TCP连接依赖于域名解析，DNS解析失败或延迟也可能导致超时。确保DNS服务器配置正确，且域名解析正常。

  4. 系统资源不足：设备内存、CPU或网络资源不足可能导致TCP连接无法及时建立。监控系统资源使用情况，确保设备有足够的资源处理网络请求。

  5. 应用层实现问题：应用代码中设置的连接超时时间过短，或未正确处理网络异常，也可能导致超时。检查应用代码，确保超时时间设置合理，并处理网络异常情况。

  6. 服务器端问题：服务器端可能因负载过高、配置错误或网络问题无法及时响应TCP连接请求。检查服务器状态，确保其正常运行。

  7. MTU设置不当：网络设备的MTU（最大传输单元）设置不当可能导致TCP分片丢失，进而引发超时。检查网络设备的MTU设置，确保其与网络环境匹配。

通过排查以上因素，可以定位并解决HarmonyOS鸿蒙Next中TCP连接超时的问题。

更多关于HarmonyOS 鸿蒙Next 网络编程系列5-TCP连接超时分析的实战系列教程也可以访问 https://www.itying.com/category-93-b0.html


在HarmonyOS鸿蒙Next中进行TCP连接时，连接超时可能由以下原因引起：

  1. 网络问题：网络不稳定或延迟过高可能导致连接超时。建议检查网络连接，确保设备与服务器之间的网络畅通。

  2. 服务器问题：服务器可能未启动或负载过高，无法及时响应连接请求。建议检查服务器状态，确保其正常运行。

  3. 防火墙或安全策略：防火墙或安全策略可能阻止了TCP连接。建议检查防火墙配置，确保允许相关端口的通信。

  4. 代码实现问题：连接超时时间设置过短或未正确处理异常情况。建议在代码中合理设置超时时间，并添加异常处理机制。

通过排查以上问题，可以有效解决TCP连接超时的情况。

回到顶部
AI 助手
你好，我是IT营的 AI 助手
您可以尝试点击下方的快捷入口开启体验！