计算机网络笔记：TCP链接关闭过程分析

最新推荐文章于 2024-09-04 18:26:03 发布

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本文详细对比了close与shutdown两个函数在关闭TCP链接时的不同行为及其应用场景。close通过减少引用计数来间接关闭链接，适用于多进程或多线程环境中；而shutdown能够直接关闭链接并允许指定关闭方向。

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1、关闭方法

从应用层角度来讲，关闭一个TCP链接主要有两种方法，分别是close函数和shutdown函数，他们的函数原型分别为：

#include <unistd.h>
int close(int sockfd);
#include <sys/socket.h>
int shutdown(int sockfd, int howto);

可以看到两者都以一个套接字描述符为参数，只不过前者的目的是为了关闭一个套接字并释放其系统资源，为了达到这个目的必然要关闭与这个套接字对应的链接；而后者则是为了关闭这个套接字对应的链接，如果要关闭套接字并释放资源，还是要调用close，这就是为什么在调用shutdown之后还是要调用close的原因。

这两者在关闭链接时的行为也存在不同：

(1)使用close关闭一个链接时，只是将其参数sockfd的引用计数减一，只有当引用计数减为0的时候才会真正引发关闭链接的行为；而shutdown关闭一个链接时，会直接关闭其参数sockfd对应的链接；这个不同点导致在多进程或者多线程编程时，close可以保证一个进程关闭了某个共享的套接字描述符时，其他进程仍然能使用该描述符对应的链接，因为close只是将描述符的引用计数减一，并没有引发真正的关闭操作；而一个进程使用shutdown关闭链接时，其他使用这个共享套接字描述符的进程将无法使用这个链接；

(2)close关闭链接无法指定关闭的方向，即无法指定关闭读还是关闭写；而shutdown则可以，其第二个参数howto规定了关闭读还是关闭写，其中SHUT_RD代表关闭读，SHUT_WR代表关闭写，SHUT_RDWR代表关闭读写；

2、close和shutdown关闭链接时的具体行为

这里参考http://blog.youkuaiyun.com/russell_tao/article/details/13092727的描述，文中对两者的行为总结的很透彻。这里借用上述文章中的两幅图：

(1)close关闭过程

(2)shutdown关闭过程

(3)、总结

a、从上述两幅图中可以看到无论是shutdown还是close，他们发送FIN后返回的情况都紧跟着TCP四次挥手关闭连接的操作，不同之处在于当设定了SO_LINGER选项以及l_linger值不为0时，close必须等待对方对最后发送的数据包以及FIN包确认后才返回，即close的返回标志着四次挥手中的前两次挥手的完成；而其他正常返回（非发送RST返回的情况）则只完成了四次挥手的第一步，发送了FIN包。

b、套接字选项SO_LINGER的作用是对close返回时是否等待对面的确认FIN包作出规定。该选项可用setsockopt函数设置：

int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen)

其中optname为SO_LINGER， optval为设置的选项的值的指针，SO_LINGER选项的值为linger结构体：

struct linger
{
	int l_onoff;	/*表示是否开启选项，0=off, nonzero=on*/
	int l_linger;	/*表示等待的超时时间，POSIX规范里该值的单位为秒*/
}