Winsock编程 blocking UDP socket导致死锁问题解决

项目场景

项目需求是通过UDP与服务器通讯。其中客户端有一个功能模块，进入该模块运行时需要监听端口，停止运行或退出时应停止监听。使用了一个监听线程去管理接受数据。服务器是纯C++代码，因此采用了Winsock。客户端基于Qt库，但为保持一致性，也是用Winsock进行通讯。

问题描述

监听线程继承于QThread，实现了挂起、恢复、终止等服务，代码类似于：

void UDPThread::stop()
{
    if (QThread::isRunning())
    {
//        qDebug() << "stop thread : " << QThread::currentThreadId();
        mutex.lock();
        stopFlag = true;
        condition.wakeAll();
        mutex.unlock();
    }
}

void UDPThread::pause()
{
    if (QThread::isRunning())
    {
//        qDebug() << "pause thread : " << QThread::currentThreadId();
        mutex.lock();
        pauseFlag = true;
        mutex.unlock();
    }
}

void UDPThread::resume()
{
    if (QThread::isRunning())
    {
//        qDebug() << "resume thread : " << QThread::currentThreadId();
        mutex.lock();
        pauseFlag = false;
        condition.wakeAll();
        mutex.unlock();
    }
}

另外，QThread的线程循环类似于:

void UDPThread::run()
{
    qDebug() << "enter thread : " << QThread::currentThreadId();

    while (!stopFlag && !isInterruptionRequested())
    {
        qDebug() << "task work : " << QThread::currentThreadId();

        startUDPClient();
        {
            if (pauseFlag)
            {
                qDebug() << "lock thread : " << QThread::currentThreadId();
                mutex.lock();
                condition.wait(&mutex);
                mutex.unlock();
                qDebug() << "unlock thread : " << QThread::currentThreadId();
            }
        }
    }
    pauseFlag = false;
    stopFlag = false;

    qDebug() << "exit thread : " << QThread::currentThreadId();
}

void UDPThread::startUDPClient()
{
	...
	
    if(!pUDPMsg)
        pUDPMsg = new WinUDPSendRecv(RevcIPTest, recvPort, SendIPTest, selfPort);

    int count = 0;
    ENTITY_STATE_INFO EntityState;
    Struct_UDPMsgKind head;
    if(pUDPMsg->ReceiveMsg((char *)&EntityState, (char *)&head, sizeof(head)))
    {

		...处理数据
    }

}

startUDPClient函数是处理监听和数据过程。

然后就出现一个问题，无法退出该线程，即在析构函数调用wait()函数会一直陷入停等状态。查阅发现是前面pause即无法上锁，确定是一直停留在UDP的recvfrom函数。（这里对UDP客户端经过封装，内部调用recvfrom函数，且设为阻塞式）。

解决方案

1. 方案1 调用shutdown函数。 网上有说如何退出阻塞式监听，提到使用shutdown函数，类似于shutdown(SOCKET, SD_BOTH)。

一度已经生效！！ 新的问题是，shutdown后的套接字无法重新调用，则必须关闭所有资源在新调用时重新分配。 于是在UDP管理类（WinUDPSendRecv）的析构函数中调用closesocket，关闭套接字，在恢复监听时重新生成一次UDP管理类。 新问题又出现，在shutdown，可能需要一点时间准备退出（猜测），所以紧接着调用和closesocket并析构所有资源会导致失败，再次陷入recvfrom的忙等中。 可以参考下面的一些讨论： https://stackoverflow.com/questions/28957279/how-to-exit-a-blocking-recv-call https://stackoverflow.com/questions/38936093/how-to-exit-a-blocking-recv-in-windows

https://social.msdn.microsoft.com/Forums/security/en-US/ce2ff382-b1bf-40a1-8877-84ba82479799/how-to-exit-a-blocking-recv-call?forum=vcgeneral

1. 方案2 ioctlsocket 在需要停止监听时，使用ioctlsocket函数，将套接字重新设为非阻塞式，即可退出忙等。 但该解决方案又碰到一个问题，就是在监听时，如果监听地址是无效的，这个设置就不会生效。 参考： https://www.codeproject.com/Questions/723382/How-to-close-a-blocking-recv-socket-from-another-t

2. 方案3 放弃阻塞

   看了上面几张帖子，尤其是：

   忽然才意识到没有必要非要使用阻塞式，毕竟监听线程具有大循环，一次超时继续监听下一次即可。因此直接取消阻塞式设置即解决了问题…..

3. 方案4 放弃Winsock QUDPSocket不香吗… 不过据说项目组其他人测试了Qt UDP服务，存在bug，未亲测。WinAPI是真的ugly..