检测TIME_WAIT时间的程序

TIME_WAIT发生在主动关闭的一端,一般是服务器,当服务器主动关闭后,如果想再次绑定相同的端口号,会出现Address already in use的提示。
我们写一个程序,让服务器发送给客户端信息后主动关闭(注意发送信息不是必须的,只要连接建立即可),然后在客户端执行close之前打印TIME_WAIT开始的时间(注意这里靠前一点,所有测试结果有时候会多1秒),服务器紧接着创建socket并进行绑定,绑定出错则睡眠1s,直到绑定成功,打印绑定成功的时间,错误过程中一直显示睡眠了多少秒。
程序中使用无名管道作为同步方式。

我测试结果如下:
dinghuaneng@DC:~/net$ gcc -o check_timewait check_timewait.c -Wall
dinghuaneng@DC:~/net$ ./check_timewait
bind ok, time: Sun Jul 15 10:50:21 2012
pipe read:CO
connection from 127.0.0.1:56532
Write 24 bytes
Rcv 24 bytes: Sun Jul 15 10:50:21 2012
pipe read:CL
TIME_WAIT start time:Sun Jul 15 10:50:21 2012
Error bind: 60
bind ok, time: Sun Jul 15 10:51:21 2012

代码附上:

#include "global.h"

int main(int argc, char **argv)
{
int listenfd, connfd;
int pfd[2];
int n;
socklen_t len;
char buff[128];
char pbuf[4];
struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
time_t ticks;
bzero(&servaddr, sizeof servaddr);
bzero(&cliaddr, sizeof cliaddr);

listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == listenfd) {
perror("Error socket");
return -1;
}

servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(8888);

if (-1 == pipe(pfd)) {
perror("Error pipe");
return -1;
}
if (fork() == 0) {
close(pfd[1]);
connfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == connfd) {
perror("Error socket");
return -1;
}
read(pfd[0], pbuf, 3);
printf("pipe read:%s\n", pbuf);
if (-1 == connect(connfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof servaddr)) {
perror("Error connect");
return -1;
}
int n = read(connfd, buff, sizeof buff);
if (n == -1) {
perror("Error read");
return -1;
}
buff[n] = 0;
printf("Rcv %d bytes: %s\n", n, buff);
read(pfd[0], pbuf, 3);
printf("pipe read:%s\n", pbuf);
ticks = time(NULL);
printf("TIME_WAIT start time:%.24s\n", ctime(&ticks));
close(connfd);
close(pfd[0]);
exit(0);
}
close(pfd[0]);

if (-1 == bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof servaddr)) {
perror("Error bind");
return -1;
}
ticks = time(NULL);
printf("bind ok, time: %.24s\n", ctime(&ticks));
if (-1 == listen(listenfd, 5)) {
perror("Error listen");
return -1;
}
write(pfd[1], "CO", 3);
for (;;) {
len = sizeof cliaddr;
connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&cliaddr, &len);
if (-1 == connfd) {
perror("Error accept");
sleep(1);
continue;
}
printf("connection from %s:%d\n",
inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, buff, sizeof buff),
ntohs(cliaddr.sin_port));
ticks = time(NULL);
snprintf(buff, sizeof buff, "%.24s", ctime(&ticks));
n = write(connfd, buff, strlen(buff));
printf("Write %d bytes\n", n);
close(connfd);
write(pfd[1], "CL", 3);
close(pfd[1]);
break;
}
close(listenfd);

listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (-1 == listenfd) {
perror("Error socket");
return -1;
}
int sn = 0;
while (-1 == bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof servaddr)) {
printf("Error bind: %02d\r", ++sn);
fflush(stdout);
sleep(1);
continue;
}
printf("\n");
ticks = time(NULL);
printf("bind ok, time: %.24s\n", ctime(&ticks));
close(listenfd);

return 0;
}


### Close_WAIT 状态原因分析 `CLOSE_WAIT` 是一种 TCP 连接状态,表示被动关闭的一方已经收到对方发送的 FIN 数据包并进入 `FIN_WAIT_2` 状态,但由于本地应用程序未调用 `close()` 方法来确认关闭操作,因此该连接仍然保持打开状态[^4]。 这种状态通常表明客户端或服务器端的应用程序未能及时释放已不再使用的套接字资源。如果大量连接停留在 `CLOSE_WAIT` 状态,则可能是因为应用程序存在逻辑缺陷或者配置不当所致[^2]。 --- ### 解决 CLOSE_WAIT 的方法 #### 1. **检查应用层代码** 应用程序需要显式地调用 `close()` 或者其他类似的函数来关闭不再使用的套接字。如果没有正确处理这些关闭请求,就会导致连接滞留在 `CLOSE_WAIT` 状态。开发者应审查相关部分的源码,确保每次读写完成后都执行了必要的清理工作。 #### 2. **调整超时设置** 可以为某些长期运行的服务设定合理的闲置时间限制,在检测到某个连接超过指定时限后自动触发其终止流程。例如通过修改 Linux 内核参数实现更高效的管理策略: ```bash net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 # 缩短 FIN 超时时长至 30 秒 ``` 上述命令可以减少等待的时间窗口大小从而加快资源回收速度。 #### 3. **监控工具辅助诊断** 使用诸如 netstat、ss 等命令可以帮助识别哪些进程产生了过多的 `CLOSE_WAIT` 链接以及它们对应的 PID 和名称信息: ```bash # 查看当前所有 close_wait 数量及其所属程序 netstat -anp | grep CLOSE_WAIT ``` 进一步定位问题所在之后再针对性修复相应模块中的 bug。 #### 4. **增强日志记录功能** 对于难以重现的问题场景,增加详细的调试信息有助于快速找到根本原因。比如打印出每一次 socket 创建销毁的过程及相关上下文数据以便后续排查使用。 --- ### 总结 尽管 `TIME_WAIT` 主要是由于协议设计本身引起的现象,而 `CLOSE_WAIT` 则更多反映出了上层业务层面存在的隐患。针对后者采取有效的预防措施能够显著降低此类事件发生的概率,并提升整体系统的稳定性与性能表现[^3]。
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