如何在启用O_NONBLOCK的代码中捕获IO错误？

当启用O_NONBLOCK标志调用非阻塞IO函数时，返回-1并不一定意味着发生了真实错误——这可能只是当前没有可用的IO资源（比如无数据可读、缓冲区已满）。要准确区分正常的非阻塞状态和真实IO错误，按以下步骤处理：

1. 先判断函数返回值 #

所有非阻塞IO函数（如read、write、connect、accept）的返回值是核心判断依据：

• 返回值 ≥0：操作成功（对于read/write，返回值是处理的字节数；对于accept是新的fd；connect返回0表示成功）。
• 返回值 = -1：需要进一步检查errno变量，区分临时状态和真实错误。

2. 读取errno区分情况 #

必须在函数返回-1后立即读取errno，因为后续的系统调用会覆盖这个变量的值。使用前要包含<errno.h>头文件。

临时非阻塞状态（非错误） #

如果errno是EAGAIN或EWOULDBLOCK，说明当前IO操作无法立即完成，属于非阻塞模式下的正常情况：

• 读操作：当前无数据可读，后续可通过select/poll/epoll等IO多路复用工具，等待fd变为可读后重试。
• 写操作：输出缓冲区已满，等待fd变为可写后重试。
• connect操作：若errno是EINPROGRESS，表示连接正在建立中，需后续通过select检查fd可写状态，再调用getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, ...)确认连接是否成功。

真实IO错误 #

除上述值外的errno均为真实错误，常见错误码及处理方式：

• EBADF：无效文件描述符，检查fd是否已关闭或未正确打开。
• ECONNRESET：TCP连接被对方重置，需关闭当前fd并清理相关资源。
• EINVAL：函数参数错误，检查调用时的参数合法性（比如缓冲区长度为0）。
• EPIPE：管道破裂或TCP连接已关闭后尝试写操作，需关闭fd。

代码示例：非阻塞read的错误处理 #

#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>

#define BUF_SIZE 1024

int handle_nonblock_read(int fd) {
    char buf[BUF_SIZE];
    ssize_t n = read(fd, buf, BUF_SIZE);
    
    if (n == -1) {
        if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) {
            // 无数据，等待后重试
            printf("No data available, will wait for fd ready\n");
            return 0;
        } else {
            // 真实错误，输出信息并清理
            perror("read failed");
            close(fd);
            return -1;
        }
    } else if (n == 0) {
        // Socket场景下，说明对方关闭了连接
        printf("Peer closed connection\n");
        close(fd);
        return -1;
    } else {
        // 处理读取到的数据
        printf("Read %zd bytes: %.*s\n", n, (int)n, buf);
        return 0;
    }
}

注意事项 #

• 不要对EAGAIN/EWOULDBLOCK调用perror，这会误导问题排查，因为它们不是错误。
• 结合IO多路复用使用非阻塞IO时，先等待fd的可读/可写事件再执行操作，能减少临时状态的出现，同时也能及时捕获错误事件（比如fd出错时，select会标记为可读可写）。
• 非阻塞connect不能直接用errno判断成功，必须通过getsockopt获取SO_ERROR来确认连接状态。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者gitman-2021