关于close_wait状态的问题分析

本文探讨了在socket连接中遇到卡在close_wait状态的问题,详细分析了连接状态变化过程,包括主动关闭与被动关闭的区别,以及在read buffer中有数据时未及时处理可能导致的后果。此外,文章还介绍了closesocket与shutdown函数的区别,以及它们在优雅关闭与强制关闭之间的应用。最后,提供了关于如何复现和解决此类问题的建议。

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目前碰到一个socket连接大量卡在close_wait状态的问题。

经过百度,bing查找资料分析。

用netstat查看连接的状态,发现有的连接状态在sync_recv状态,有的连接在close_wait。

然后新的连接一直都无法建立。

1.初步怀疑是连接一直不释放,导致fd不够用。

但是通过到进程下的proc/进程号/fd目录下去查看当前open的fd个数,以及ulimt -a查看允许open的最大fd个数,结合status中的峰值fd个数。

发现是fd资源是够用的。因此排除这一可能。

2.由于连接已经建立不了,所以怀疑是线程资源不够,导致的读写事件无法有效的得到处理,也无法及时去调用closesocket。

目前正在复现核实。



closesocket默认so_linger都是0的,所以是强制关闭句柄,但是后台发送未发送的数据。

但是关于close_wait状态做了测试,并得到一下几点结论:

1.在主动进行关闭连接的一端,如果closesocket,则会主动发送FIN包,FIN包表示这一方向上的数据不会再有的了。然后主动发起的这一端开始等待对方的ACK和FIN包,进行状态的两次迁移。

2.被动收到的FIN包的这一被动关闭连接的一端,先会回一个AcK表示准备去断开连接的。然后如果当前有数据还在缓冲区里的,会将缓冲区里的数据处理完,然后再发FIN包,表示数据已处理完。这里的FIN包,显然是需要调动closesocket来主动关闭的,shutdown调动没试过,不瞎说。

3.上述步骤2中,如果读buffer中有数据,迟迟不处理,且不调用closesocket则有可能会导致无法发送fin包,状态会一直维持在CLOSE_WAIT状态,直至超时,发送RST?连接快速tear down。

4.如果读buffer中有数据,即使不处理,不读取,只要调用closesocket,仍然可以迅速的发送FIN包断开连接。

5.但是shutdown是用于优雅关闭的,即如果关闭时有未发送的数据,则先发送完再发FIN包关闭,若有没有接收处理完的则向对端发送RST包重建连接,接收完后。

closesocket是否是优雅关闭,需要看so_linger的设置,若l_linger设置为非0,则作为限制其在该时间段内发送或者接收处理完的期限,否则强制关闭;l_onoff为0,则表示是优雅关闭,非零才有可能是强制关闭。(未验证)


另:关于优雅关闭和强制关闭socket,可以参考下:

http://blog.youkuaiyun.com/user_920/article/details/7779311 

<think>我们正在分析网络中的CLOSE_WAIT状态CLOSE_WAIT状态出现在TCP连接的四次挥手过程中,当被动关闭方(通常是服务器)接收到主动关闭方(通常是客户端)发送的FIN包后,会进入CLOSE_WAIT状态,并发送ACK确认。此时,被动关闭方需要发送自己的FIN包来完成关闭。如果被动关闭方没有及时发送FIN包,就会导致大量连接处于CLOSE_WAIT状态。用户要求使用抓包工具(如tcpdump或Wireshark)分析CLOSE_WAIT状态的数据包。由于CLOSE_WAIT状态本身并是一个在数据包中直接可见的标志,我们需要通过分析挥手过程中的数据包序列来推断连接是否处于CLOSE_WAIT状态。步骤:1.识别被动关闭方(服务端)收到FIN包并回复ACK,此时连接进入CLOSE_WAIT状态。2.如果随后被动关闭方没有发送FIN包,则连接会一直保持在CLOSE_WAIT状态。因此,在抓包分析中,我们主要关注:-服务端收到FIN包(Flags[F])并回复ACK(Flags[.])的数据包。-然后观察后续是否由服务端发送了FIN包。具体操作:###使用tcpdump抓包1.在服务端运行tcpdump捕获数据包,例如:```bashtcpdump-iany-wclose_wait.pcap'tcpport3306'```这里假设服务端口是3306(如MySQL),可以根据实际情况调整。2.停止抓包后,使用Wireshark分析pcap文件,或者使用tcpdump命令行工具分析。###使用Wireshark分析1.打开抓包文件。2.使用显示过滤器`tcp.flags.fin==1ortcp.flags.ack==1`来筛选出FIN和ACK包,但更直接的是观察整个TCP流。3.找到处于CLOSE_WAIT状态的连接:通常,一个连接在服务端收到FIN并发送ACK后,如果没有后续的FIN(从服务端发出),则该连接处于CLOSE_WAIT。###具体分析一个TCP流1.在Wireshark中,右键点击一个数据包,选择“追踪流”->“TCP流”。2.观察流的结束部分:-正常情况下,四次挥手应该是:-主动关闭方发送FIN(第一次挥手)-被动关闭方回复ACK(第二次挥手)->此时被动关闭方进入CLOSE_WAIT-被动关闭方发送FIN(第三次挥手)-主动关闭方回复ACK(第四次挥手)-如果连接处于CLOSE_WAIT,则我们在第二次挥手后会看到被动关闭方发送的FIN。3.我们可以通过以下方式识别CLOSE_WAIT:-在流中,我们看到一个FIN(来自主动关闭方)和一个ACK(来自被动关闭方),然后就没有后续了(特别是被动关闭方没有发送FIN)。###注意-在抓包中,我们无法直接看到TCP状态(如CLOSE_WAIT),因为这是操作系统内核维护的状态。我们只能通过数据包序列推断。-如果发现大量连接在第二次挥手后没有第三次挥手,则说明这些连接处于CLOSE_WAIT状态。###示例数据包序列(CLOSE_WAIT状态)假设服务端IP是172.18.0.5,客户端(主动关闭方)是172.18.0.3:```#主动关闭方发送FIN包11:38:45.693382IP172.18.0.3.3306>172.18.0.5.38822:Flags[F.],seq123,ack144,...#被动关闭方(服务端)回复ACK11:38:45.740958IP172.18.0.5.38822>172.18.0.3.3306:Flags[.],ack124,...#然后,没有后续的FIN从172.18.0.5发出```这个连接就会在服务端(172.18.0.5)处于CLOSE_WAIT状态。###如何解决CLOSE_WAIT问题根据引用[3],CLOSE_WAIT状态过多通常是因为应用程序没有正确关闭连接(即没有调用close)。因此,需要检查应用程序代码,确保在连接处理完毕后主动关闭套接字。###生成相关问题根据用户的问题和我们的回答,生成相关问题:1.如何通过代码避免CLOSE_WAIT状态?2.除了抓包分析,还有哪些方法可以检测CLOSE_WAIT状态?3.CLOSE_WAIT状态持续存在会对系统造成什么影响?</think>### 抓包工具分析 CLOSE_WAIT 状态数据包教程 #### 1. **理解 CLOSE_WAIT 状态** 在 TCP 四次挥手过程中,当被动关闭方(通常是服务端)收到主动关闭方(如负载均衡器)的 FIN 包后,会进入 CLOSE_WAIT 状态并回复 ACK。此时被动关闭方需要发送自己的 FIN 包才能完成关闭。若未发送 FIN 包(如代码未关闭连接),连接会**持续处于 CLOSE_WAIT 状态**,导致资源泄漏[^1][^3]。 #### 2. **抓包工具选择** - **Linux 环境**:使用 `tcpdump`(命令行工具) - **Windows/Mac**:使用 Wireshark(图形化工具) - **关键过滤指令**:`tcp.flags.fin==1`(过滤 FIN 包) #### 3. **抓包步骤详解(以 MySQL 为例)** ##### (1) 启动抓包 ```bash # 监听所有网卡,保存到文件(替换 3306 为实际端口) tcpdump -i any -w close_wait.pcap 'tcp port 3306' ``` ##### (2) 识别 CLOSE_WAIT 关键数据包 在抓包文件中查找以下序列: ```plaintext 1. [主动关闭方] --> FIN 包(Flags [F]) Example: 172.18.0.3.3306 > 172.18.0.5.38822: Flags [F.], seq 123 2. [被动关闭方] --> ACK 包(Flags [.]) Example: 172.18.0.5.38822 > 172.18.0.3.3306: Flags [.], ack 124 3. ❌ 缺失 [被动关闭方] --> FIN 包 ``` *若只有步骤1-2而无被动方的 FIN 包,即确认 CLOSE_WAIT 状态[^3]。* ##### (3) Wireshark 分析技巧 - 使用过滤条件:`tcp.flags.fin==1 && tcp.port==3306` - 右键数据包 → **Follow → TCP Stream** 查看完整会话 - 检查挥手阶段是否缺失服务端 FIN 包(见下图示意): ``` 主动方: FIN --------> 被动方: <-------- ACK [缺失] 被动方: <-------- FIN # CLOSE_WAIT 关键特征 ``` #### 4. **CLOSE_WAIT 问题根因定位** 通过抓包发现缺失 FIN 包后,需结合代码排查: 1. **检查资源释放**:确认是否遗漏连接关闭(如未调用 `close()`) 2. **事务回滚检查**:如引用[3]中 MySQL 事务未回滚导致未发送 FIN 3. **线程阻塞分析**:使用 `netstat -tunap` 查看 CLOSE_WAIT 连接数 4. **火焰图对比**:分析正常/异常时调用栈差异[^3] #### 5. **解决方案** - **代码修复**:确保所有连接显式关闭(Java 示例): ```java try (Connection conn = dataSource.getConnection()) { // 业务逻辑 } // 自动调用 conn.close() ``` - **应急处理**:重启服务释放 CLOSE_WAIT 连接(临时方案) - **预防配置**:调整 TCP 超时参数(如 `net.ipv4.tcp_keepalive_time`) --- ### 相关问题 1. 如何通过代码复现和修复 CLOSE_WAIT 状态? 2. 除了抓包,还有哪些工具可以诊断 CLOSE_WAIT 问题? 3. 为什么 CLOSE_WAIT 连接达到几百个就会导致服务可用?[^3] [^1]: MySQL负载均衡器发送FIN包后,服务端响应ACK进入CLOSE_WAIT状态,但未发送FIN导致状态滞留。 [^2]: 服务器端执行被动关闭时可能进入CLOSE_WAIT状态,需注意与TIME_WAIT的区别。 [^3]: 线上大量CLOSE_WAIT是因代码未回滚事务,导致服务端未发送FIN包,资源被持续占用。
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