Node.js 開発者向け：socket.pending の深い理解と実践

2025-05-01

具体的には、以下の状況で socket.pending は true になります。

サーバーソケット (net.createServer() で作成されたソケット) において、クライアントからの接続要求を受け付けたが、まだソケットオブジェクトが完全に作成されていない場合（通常、'connection' イベントハンドラ内で socket.pending を確認することは稀です）。
net.connect() メソッドを呼び出してソケット接続を開始したが、まだ接続が確立されていない場合。

接続が正常に確立されると、socket.pending は false に変わります。接続が失敗した場合（例えば、接続拒否やタイムアウト）、通常は 'error' イベントが発生し、その後 socket.pending は false になります。

socket.pending は、Node.jsの net.Socket が まだ接続処理中であるかどうか を確認するために使用するプロパティです。true であれば接続はまだ進行中、false であれば接続が完了（成功または失敗）しています。

簡単なコード例

const net = require('net');

const client = net.connect({ port: 8080, host: 'localhost' }, () => {
  console.log('クライアント: サーバーに接続しました！');
  console.log(`クライアント: pending 状態: ${client.pending}`); // false になるはず
  client.end();
});

console.log(`クライアント: 接続試行中... pending 状態: ${client.pending}`); // true の可能性が高い

client.on('connect', () => {
  console.log('クライアント: connect イベントが発生しました。');
});

client.on('end', () => {
  console.log('クライアント: サーバーから切断されました。');
});

client.on('error', (err) => {
  console.error(`クライアント: エラーが発生しました: ${err.message}`);
  console.log(`クライアント: error 発生後の pending 状態: ${client.pending}`); // false になるはず
});

この例では、net.connect() を呼び出した直後では client.pending が true である可能性が高く、接続が成功または失敗すると false になることがわかります。

一般的な誤解と潜在的な問題

接続タイムアウト
接続先のサーバーが存在しない、ファイアウォールでブロックされている、ネットワークの問題などにより、接続がタイムアウトすることがあります。この場合、socket.pending はしばらく true のままになり、最終的には 'error' イベントが発生します。
- トラブルシューティング
  - 接続先のホスト名やポート番号が正しいか確認してください。
  - ファイアウォールやネットワーク設定を確認してください。
  - connect メソッドの timeout オプションを設定して、接続タイムアウト時間を明示的に設定し、タイムアウト時の処理を実装することを検討してください。
  - エラーイベント ('error') を適切に処理し、エラーの原因を特定できるようにログ出力などを実装してください。
サーバー側の問題
接続先のサーバーが起動していない、過負荷で接続を受け付けられない状態にあるなどの場合も、接続はペンディングのままになる可能性があります。
- トラブルシューティング
  サーバー側のログや状態を確認し、正常に動作しているかを確認してください。
connect イベントの未処理
クライアント側で 'connect' イベントのリスナーが設定されていない場合、接続が成功してもその後の処理が実行されず、あたかもペンディングのままのように見えることがあります。
- トラブルシューティング
  'connect' イベントリスナーを適切に設定し、接続成功後の処理を実装してください。
誤った状態監視
socket.pending の状態をポーリングのように頻繁にチェックするのではなく、イベントドリブンなアプローチ（'connect' や 'error' イベントを利用する）で接続状態を管理する方が効率的で、予期せぬ問題を防ぐことができます。
- トラブルシューティング
  イベントリスナーを活用して、接続状態の変化に対応するようにコードを修正してください。

トラブルシューティングの一般的な手順

ログ出力
ソケットのライフサイクルにおける重要なイベント（接続開始、'connect' イベント、'error' イベント、データ送信、切断など）の発生時にログを出力するようにします。これにより、どの段階で問題が発生しているかを把握しやすくなります。socket.pending の状態もログに出力すると、接続処理の流れを追跡するのに役立ちます。
エラーハンドリング
'error' イベントのリスナーを必ず設定し、エラーオブジェクトの内容をログに出力するなどして、エラーの原因を特定できるようにします。
タイムアウト設定
必要に応じて connect メソッドに timeout オプションを設定し、接続が一定時間内に確立しない場合にエラーを発生させるようにします。
ネットワーク診断ツール
ping、traceroute、netstat などのネットワーク診断ツールを使用して、クライアントとサーバー間のネットワーク接続を確認します。
サーバー側の確認
接続先のサーバーが正常に動作しているか、ログなどを確認します。

例1: クライアント接続時の socket.pending の確認

この例では、クライアントがサーバーに接続を試みる際に、接続処理中 (socket.pending が true) と接続完了後 (socket.pending が false) の状態を確認します。

const net = require('net');

const client = net.connect({ port: 8080, host: 'localhost' }, () => {
  console.log('クライアント: サーバーに接続しました！');
  console.log(`クライアント: 接続後の pending 状態: ${client.pending}`); // false になるはず
  client.end();
});

console.log(`クライアント: 接続試行直後の pending 状態: ${client.pending}`); // true の可能性が高い

client.on('connect', () => {
  console.log('クライアント: connect イベントが発生しました。');
});

client.on('end', () => {
  console.log('クライアント: サーバーから切断されました。');
});

client.on('error', (err) => {
  console.error(`クライアント: エラーが発生しました: ${err.message}`);
  console.log(`クライアント: エラー発生後の pending 状態: ${client.pending}`); // false になるはず
});

解説

接続に失敗した場合 ('error' イベントが発生した場合) も、接続処理は完了しているので client.pending は false になります。
サーバーへの接続が成功すると 'connect' イベントが発生し、そのコールバック関数内で client.pending を確認すると false になっているはずです。
net.connect() を呼び出した直後、接続処理が開始されるため、client.pending は true である可能性が高いです。

例2: サーバー側での接続要求受付時の socket.pending (稀なケース)

サーバー側では、クライアントからの接続要求を受け付けた直後のソケットオブジェクトで socket.pending が true になる可能性は低いですが、概念を示すために記述します。通常、'connection' イベントハンドラ内で受け取るソケットは既に接続が確立している状態です。

const net = require('net');
const server = net.createServer((socket) => {
  console.log('サーバー: クライアントが接続しました。');
  console.log(`サーバー: 接続されたソケットの pending 状態: ${socket.pending}`); // 通常は false
  socket.end('こんにちは！');
});

server.listen(8080, () => {
  console.log('サーバー: 8080 ポートでリッスンを開始しました。');
});

server.on('connection', (socket) => {
  console.log('サーバー: connection イベントが発生しました。');
  console.log(`サーバー: connection イベント内の pending 状態: ${socket.pending}`); // 通常は false
});

server.on('error', (err) => {
  console.error(`サーバー: エラーが発生しました: ${err.message}`);
});

解説

サーバーがクライアントの接続要求を受け付け、内部的にソケットオブジェクトを作成しているごく短い期間においては true になる可能性も理論上はありますが、通常はこのタイミングで socket.pending を意識することは少ないです。
サーバーソケットの 'connection' イベントハンドラ内で受け取る socket オブジェクトは、通常すでにクライアントとの接続が確立しているため、socket.pending は false になります。

例3: 接続タイムアウトの監視 (間接的な利用)

socket.pending を直接監視するわけではありませんが、接続タイムアウトを実装する際に、接続がペンディングの状態が一定時間続くことを間接的に利用できます。

const net = require('net');

const client = net.connect({ port: 12345, host: 'localhost', timeout: 3000 }, () => {
  console.log('クライアント: サーバーに接続しました！');
  console.log(`クライアント: 接続後の pending 状態: ${client.pending}`);
  client.end();
});

console.log(`クライアント: 接続試行直後の pending 状態: ${client.pending}`);

client.on('connect', () => {
  console.log('クライアント: connect イベントが発生しました。');
});

client.on('timeout', () => {
  console.log('クライアント: 接続がタイムアウトしました。');
  console.log(`クライアント: タイムアウト後の pending 状態: ${client.pending}`); // false になるはず
  client.destroy(); // ソケットを破棄
});

client.on('end', () => {
  console.log('クライアント: サーバーから切断されました。');
});

client.on('error', (err) => {
  console.error(`クライアント: エラーが発生しました: ${err.message}`);
  console.log(`クライアント: エラー発生後の pending 状態: ${client.pending}`);
});

'timeout' イベント発生後、client.pending は false になります。
タイムアウトが発生するということは、接続がペンディングの状態が一定時間続いたことを意味します。
net.connect() の timeout オプションを設定することで、指定した時間内に接続が確立しない場合に 'timeout' イベントが発生します。

'connect' イベントの利用 (クライアント側)

最も一般的で推奨される方法は、ソケットの 'connect' イベントをリッスンすることです。このイベントは、サーバーとの接続が正常に確立したときに発生します。'connect' イベントが発生した時点で、socket.pending は false になっており、ソケットはデータの送受信Readyな状態になっています。

const net = require('net');

const client = net.connect({ port: 8080, host: 'localhost' });

client.on('connect', () => {
  console.log('クライアント: サーバーに接続しました！');
  // ここで接続後の処理を開始する (データの送信など)
  client.write('こんにちは、サーバー！');
});

client.on('data', (data) => {
  console.log(`クライアント: 受信したデータ: ${data.toString()}`);
  client.end();
});

client.on('end', () => {
  console.log('クライアント: サーバーから切断されました。');
});

client.on('error', (err) => {
  console.error(`クライアント: エラーが発生しました: ${err.message}`);
});

解説

接続後の処理（データの送信など）は、このコールバック関数内で行うのが一般的です。
このコールバック関数が実行される時点では、接続は完了しており、socket.pending は false です。
client.on('connect', ...) で接続成功時のコールバック関数を登録します。

Promise を利用した接続処理の管理 (async/await)

Node.js 15.0.0 以降では、net.connect() は Promise を返すようになりました。これにより、async/await を使用して非同期の接続処理をよりシンプルに記述できます。

const net = require('net');

async function connectToServer() {
  try {
    const client = await new Promise((resolve, reject) => {
      const socket = net.connect({ port: 8080, host: 'localhost' }, () => {
        console.log('クライアント: サーバーに接続しました！');
        resolve(socket);
      });
      socket.on('error', reject);
    });

    client.write('こんにちは、サーバー！');

    client.on('data', (data) => {
      console.log(`クライアント: 受信したデータ: ${data.toString()}`);
      client.end();
    });

    client.on('end', () => {
      console.log('クライアント: サーバーから切断されました。');
    });

  } catch (err) {
    console.error(`クライアント: エラーが発生しました: ${err.message}`);
  }
}

connectToServer();

解説

エラーハンドリングは try...catch ブロックで行います。
await キーワードを使用することで、接続が完了するまで処理を一時停止し、接続されたソケットオブジェクトを取得できます。
resolve(socket) は接続成功時に呼び出され、reject(err) はエラー発生時に呼び出されます。
new Promise(...) を使用して、net.connect() の成功と失敗をラップします。

'error' イベントの利用 (クライアント側)

接続に失敗した場合に発生する 'error' イベントをリッスンすることで、接続がペンディングのままタイムアウトしたり、拒否されたりする状況を検知できます。

const net = require('net');

const client = net.connect({ port: 12345, host: 'localhost' }); // 存在しないポートに接続を試みる

client.on('error', (err) => {
  console.error(`クライアント: 接続エラーが発生しました: ${err.message}`);
  // ここでエラー処理を行う (再試行、ログ出力など)
});

解説

エラーオブジェクト (err) には、エラーの原因に関する情報が含まれています。
接続に失敗すると、'connect' イベントは発生せず、代わりに 'error' イベントが発生します。

'close' イベントの利用 (クライアント側とサーバー側)

ソケットが完全に閉じられたときに発生する 'close' イベントをリッスンすることで、接続が意図的に閉じられたか、エラーによって閉じられたかを知ることができます。

client.on('close', (hadError) => {
  if (hadError) {
    console.log('クライアント: エラーによりソケットが閉じられました。');
  } else {
    console.log('クライアント: ソケットが正常に閉じられました。');
  }
});

解説

'close' イベントのコールバック関数には、ブール値 hadError が渡されます。true の場合はエラーによって閉じられたことを示し、false の場合は正常に閉じられたことを示します。

柔軟な制御
イベントリスナー内で、接続の状態に応じて様々な処理を柔軟に実行できます。
非同期処理との親和性
イベント駆動型モデルは、Node.js の非同期処理と自然に調和します。
明確な状態遷移
'connect', 'error', 'close' などのイベントは、ソケットのライフサイクルにおける重要な状態変化を明確に示します。