在 TCP 協(xié)議中，默認(rèn)情況下，當(dāng)我們調(diào)用 close() 函數(shù)關(guān)閉套接口時(shí)，TCP 走四次揮手進(jìn)行斷開鏈路，但是要是若緩沖區(qū)還有數(shù)據(jù)未發(fā)送到對(duì)端時(shí)，系統(tǒng)將嘗試把這些數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)端。四次揮手的過程導(dǎo)致我們?cè)?TIME_WAIT 狀態(tài)下無法復(fù)用端口。有些情況下我們不需要 TIME_WAIT, 而是想快速斷開連接，從而避免 socket 的堆積。

這個(gè)時(shí)候我們可以使用 SO_LINGER 套接字選項(xiàng)

struct linger {
int l_onoff;
int l_linger;
}

1. 若 l_onoff 為0， 表示關(guān)閉該選項(xiàng)。l_linger 值被忽略，也即是走TCP 的默認(rèn)設(shè)置。

2）若 l_onoff 為非 0 且 l_linger 為 0，那么當(dāng) close 某個(gè)連接時(shí) TCP 將終止該連接。也即是TCP將丟棄保留在套接字發(fā)送緩沖區(qū)中的任何數(shù)據(jù)，并發(fā)送RST報(bào)文給對(duì)端，不再走四次揮手，從而避免了 TCP 的 TIME_WAIT 狀態(tài)。但是依然存在以下可能性：在 2 MSL 秒內(nèi)創(chuàng)建該連接的另一個(gè)化身，導(dǎo)致來自剛被終止的連接上的舊的重復(fù)分節(jié)被不正確的傳遞到新的化身上。

3）若 l_onoff 為非 0 值且 l_linger 也為非 0 值，那么當(dāng)套接字關(guān)閉時(shí)內(nèi)核將拖延一段時(shí)間關(guān)閉，也即是若在套接字的發(fā)送緩沖區(qū)中還有殘留數(shù)據(jù)，那么進(jìn)程將投入睡眠，直到數(shù)據(jù)發(fā)送完且均被對(duì)端確認(rèn)或者滯留時(shí)間到。若套接字被設(shè)置成非阻塞型，那么它將不等待 close 完成，即是滯留時(shí)間不為 0 也是如此。當(dāng)使用 SO_LINGER 選項(xiàng)時(shí)，應(yīng)用程序檢查 close 的返回值很重要，因?yàn)槿粼跀?shù)據(jù)發(fā)送完并被確認(rèn)前延滯時(shí)間到的話，close 將返回 EWOULDBLOCK 錯(cuò)誤，且套接字發(fā)送緩沖區(qū)中的任何殘留數(shù)據(jù)都被丟棄。

通過下面實(shí)現(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

首先 server 端使用 nc 進(jìn)行監(jiān)聽一個(gè)TCP 指定端口。

客戶端使用如下代碼

#include          
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 


int main(int argc, char *argv[])
{
    struct sockaddr_in peer;
    struct linger linger;
    int ret;
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    memset(&peer, 0, sizeof(peer));

    peer.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET, argv[1], &peer.sin_addr);
    peer.sin_port = htons(atoi(argv[2])); 

    memset(&linger, 0, sizeof(linger));
    linger.l_onoff = 1;
    linger.l_linger = 0;

    ret = setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &linger, sizeof(linger));
    if (ret) {
        printf("Fail to set linger\\n");
        exit(1);
    }

    ret = connect(sock, (const struct sockaddr *)&peer, sizeof(peer));

    if (ret) {
        printf("Fail to connect.\\n", strerror(errno));
        exit(1);
    }

    printf("Connect successfully\\n");



    close(sock);

    printf("Done\\n");

    return 0;
}

通過抓包分析來看，調(diào)用 close 后，客戶端直接發(fā)送了 RST 報(bào)文端開了連接。

19:22:13.101476 IP 17.15.220.199 > localhost.localdomain : Flags [S], seq 12771346 ..
19:22:13.101509 IP localhost.localdomain > 17.15.220.199 : Flags [S .], seq 1277234 ..
19:22:13.101732 IP 17.15.220.199 > localhost.localdomain : Flags [.], ack ...
19:22:13.101912 IP 17.15.220.199 > localhost.localdomain : Flags [R .] ...

在 tcp_close 中查看具體實(shí)現(xiàn)

/*
     內(nèi)核并并不關(guān)心有多少數(shù)據(jù)未被用戶進(jìn)程讀取，內(nèi)核關(guān)心的是有沒有數(shù)據(jù)未被讀取，
     若有數(shù)據(jù)未被讀取而丟棄(data_was_unread>0)，則給對(duì)方發(fā)送rst報(bào)文
     若沒有數(shù)據(jù)未被用戶進(jìn)程讀取，也即是全部數(shù)據(jù)都被用戶進(jìn)程讀取了(data_was_unread==0),則相對(duì)對(duì)端發(fā)送fin報(bào)文
    */
    if (data_was_unread) {
        /* Unread data was tossed, zap the connection. */
        NET_INC_STATS_USER(LINUX_MIB_TCPABORTONCLOSE);

        /*發(fā)送rst報(bào)文前設(shè)置狀態(tài)為TCP_CLOSE，這時(shí)沒有TIME_WAIT狀態(tài)，沒有FIN_WAIT_1狀態(tài)，說明此時(shí)時(shí)不正常關(guān)閉的。
        所以可得，在編寫程序時(shí)，在關(guān)閉連接前，一定要保證所有接收到的數(shù)據(jù)被讀取，否則連接會(huì)不正常關(guān)閉*/
        tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE); 
        //發(fā)送rst報(bào)文，之所以不是fin報(bào)文，是因?yàn)殛P(guān)閉時(shí)還有未讀的數(shù)據(jù)屬于異常情況，fin表示一切正常情況
        tcp_send_active_reset(sk, GFP_KERNEL);
    } else if (sock_flag(sk, SOCK_LINGER) && !sk->sk_lingertime) {
        /* Check zero linger _after_ checking for unread data. */
        /*調(diào)用tcp_disconnect斷開、刪除并釋放已建立連接但未被accept的傳輸控制塊，同時(shí)
        刪除并釋放已接收在接收隊(duì)列(包括失序隊(duì)列)上的段以及發(fā)送隊(duì)列上的段*/
        sk->sk_prot->disconnect(sk, 0);// tcp_disconnect
        NET_INC_STATS_USER(LINUX_MIB_TCPABORTONDATA);
    } else if (tcp_close_state(sk)) { //若未讀字節(jié)數(shù)為0，則調(diào)用tcp_close_state根據(jù)sk當(dāng)前狀態(tài)來設(shè)置sk下一狀態(tài)，比如當(dāng)前狀態(tài)為TCP_ESTABLISHED，則下一狀態(tài)為TCP_FIN_WAIT1，該方法的返回確定是否發(fā)送fin報(bào)文給對(duì)方
        /*

從上面的代碼段可以看到，當(dāng)有數(shù)據(jù)還未讀取時(shí)，說明是異常關(guān)閉，直接發(fā)送 RST 報(bào)文給對(duì)端。若接收緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)都已經(jīng)讀取完了，判斷 SOCK_LINGER 套接字選項(xiàng)，若 l_linger 為 0，則調(diào)用 tcp_disconnect 給對(duì)端發(fā)送 RST 報(bào)文，同時(shí)釋放接收和發(fā)送隊(duì)列上的數(shù)據(jù)。

審核編輯：劉清