C语言循环监听socket的简易HTTP服务器代码问题排查

问题原始代码 #

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <pthread.h>
#include <arpa/inet.h>

struct sockaddr_in server, acc;
int sock;

int stuff(void) {
    char buffer[2000];

    recv(sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
    send(sock, "HTTP/1.1 200 OK\nContent-Type: text/html\n\nHello", sizeof("HTTP/1.1 200 OK\nContent-Type: text/html\n\nHello"), 0);

    shutdown(sock, SHUT_RDWR);
    
    return 0;
}

int main(void) {
    int size;

    sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    server.sin_family      = AF_INET;
    server.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    server.sin_port        = htons(1111);

    if (bind(sock, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server)) == -1) {
        perror("Error:");
        return 1;
    }

    while (1) {
        listen(sock, 5);
        sock = accept(sock, (struct sockaddr*)&acc, &size);
        printf("accepted\n");

        stuff();

        close(sock);
    }
}

故障表现 #

• 客户端连接无法正常终止，浏览器访问服务时页面持续加载无响应
• 控制台循环打印第42行的accepted日志
• 服务无法正常处理新的连接请求

根因分析 #

代码存在4个核心逻辑错误，直接导致所有异常现象：

• 套接字变量混用覆盖：全局变量sock一开始存储的是绑定1111端口的监听套接字，但第一次调用accept时，直接将函数返回的已连接套接字赋值给了sock，原始监听套接字的文件描述符被覆盖丢失。后续循环再调用listen、accept时，操作的都是和客户端通信的已连接套接字，而非监听套接字，逻辑完全失效。同时代码未检查任何系统调用的返回值，哪怕accept调用失败返回-1，也会直接打印日志进入后续流程，导致控制台循环输出accepted。
• accept参数未初始化且类型错误：accept的第三个参数要求传入指向socklen_t类型的指针，且指针指向的值必须提前初始化为客户端地址结构体acc的长度。代码中int size;是未初始化的栈变量，存储的是随机垃圾值，直接导致accept行为不可控。
• listen调用位置错误：listen的作用是将套接字标记为被动监听状态，只需要在bind成功后、进入连接接收循环前调用1次即可。代码将listen放在循环内部反复调用，在套接字被覆盖为已连接套接字后，这些调用本身就是无效操作。
• HTTP响应格式不符合规范：返回的响应头使用\n作为行分隔符，而HTTP标准要求行结束符必须是\r\n；同时响应没有携带Content-Length或Connection: close标识，浏览器无法判断响应是否已经传输完成，会一直保持连接等待后续数据，表现为页面持续加载。

修复方向 #

• 拆分套接字变量：单独定义监听套接字变量和每次接收连接生成的已连接套接字变量，禁止混用覆盖
• 进入循环前调用一次listen，不要在循环内重复调用
• 初始化accept所需的地址长度参数，使用正确的socklen_t类型传参
• 为所有系统调用添加返回值检查，出错时打印错误信息及时感知问题
• 按照HTTP规范调整响应格式，使用标准换行符，添加Connection: close头明确告知客户端响应结束可以关闭连接

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jerald29