【tcp】TCP 半连接队列、全连接队列基本概念

TCP  三次握手状态变化

对于客户端：

初始的状态是处于 CLOSED 状态。CLOSED 并不是一个真实的状态，而是一个假想的起点和终点。

客户端调用 connect 以后会发送 SYN 同步报文给服务端，然后进入 SYN-SENT 阶段，客户端将保持这个阶段直到它收到了服务端的确认包。

如果在 SYN-SENT 状态收到了服务端的确认包，它将发送确认服务端 SYN 报文的 ACK 包，同时进入 ESTABLISHED 状态，表明自己已经准备好发送数据。

对于服务端：

初始状态同样是 CLOSED 状态。

在执行 bind、listen 调用以后进入 LISTEN状态，等待客户端连接。

当收到客户端的 SYN 同步报文以后，会回复确认同时发送自己的 SYN 同步报文，这时服务端进入 SYN-RCVD 阶段等待客户端的确认。

当收到客户端的确认报文以后，进入ESTABLISHED 状态。这时双方可以互相发数据了。

当服务端调用 listen 函数时，TCP 的状态被从 CLOSE 状态变为 LISTEN，于此同时内核创建了两个队列：

半连接队列（Incomplete connection queue），又称 SYN 队列

全连接队列（Completed connection queue），又称 Accept 队列

半连接队列

当客户端发起 SYN 到服务端，服务端收到以后会回 ACK 和自己的 SYN。这时服务端这边的 TCP 从 listen 状态变为 SYN_RCVD (SYN Received)，此时会将这个连接信息放入「半连接队列」，半连接队列也被称为 SYN Queue，存储的是 “inbound SYN packets”。

服务端回复 SYN+ACK 包以后等待客户端回复 ACK，同时开启一个定时器，如果超时还未收到 ACK 会进行 SYN+ACK 的重传，重传的次数由 tcp_synack_retries 值确定。

在 CentOS 上这个值等于 5。

一旦收到客户端的 ACK，服务端就开始尝试把它加入另外一个全连接队列（Accept Queue）。

全连接队列

「全连接队列」包含了服务端所有完成了三次握手，但是还未被应用调用 accept 取走的连接队列。

此时的 socket 处于 ESTABLISHED 状态。每次应用调用 accept() 函数会移除队列头的连接。如果队列为空，accept() 通常会阻塞。全连接队列也被称为 Accept 队列。

你可以把这个过程想象生产者、消费者模型：

内核是一个负责三次握手的生产者，握手完的连接会放入一个队列。

我们的应用程序是一个消费者，取走队列中的连接进行下一步的处理。

这种生产者消费者的模式，在生产过快、消费过慢的情况下就会出现队列积压。

listen 函数的第二个参数 backlog 用来设置全连接队列大小，但不一定就会选用这一个 backlog 值，还受限于 somaxconn，等下会有更详细的内容说明全连接队列大小的计算规则。

int listen(int sockfd, int backlog)

如果全连接队列满，内核会舍弃掉 client 发过来的 ack（应用层会认为此时连接还未完全建立）。

ss 命令可以查看全连接队列的大小和当前等待 accept 的连接个数，执行 ss -lnt 即可。

对于 LISTEN 状态的套接字，Recv-Q 表示 accept 队列排队的连接个数，Send-Q 表示全连接队列（也就是 accept 队列）的总大小。

套接字信息

ifconfig 和 ip 只显示了网络接口收发数据包的统计信息，但在实际的性能问题中，网络协议栈中的统计信息，我们也必须关注。你可以用 netstat 或者 ss ，来查看套接字、网络栈、网络接口以及路由表的信息。

我个人更推荐，使用 ss 来查询网络的连接信息，因为它比 netstat 提供了更好的性能（速度更快）。

比如，你可以执行下面的命令，查询套接字信息：

netstat 和 ss 的输出也是类似的，都展示了套接字的状态、接收队列、发送队列、本地地址、远端地址、进程 PID 和进程名称等。

其中，接收队列（Recv-Q）和发送队列（Send-Q）需要你特别关注，它们通常应该是 0。

当你发现它们不是 0 时，说明有网络包的堆积发生。

当然还要注意，在不同套接字状态下，它们的含义不同：

syn backlog 是 TCP 协议栈中的半连接队列（sync queue）长度，相应的也有一个全连接队列（accept queue），它们都是维护 TCP 状态的重要机制。

顾名思义，所谓半连接，就是还没有完成 TCP 三次握手的连接，连接只进行了一半，而服务器收到了客户端的 SYN 包后，就会把这个连接放到半连接队列中，然后再向客户端发送 SYN+ACK 包。而全连接，则是指服务器收到了客户端的 ACK，完成了 TCP 三次握手，然后就会把这个连接挪到全连接队列中。这些全连接中的套接字，还需要再被 accept() 系统调用取走，这样，服务器就可以开始真正处理客户端的请求了。 

参考

TCP 三次握手原理，你真的理解吗？

https://mp.weixin.qq.com/s/yH3PzGEFopbpA-jw4MythQ

TCP SOCKET中backlog参数的用途是什么？

http://www.cnxct.com/something-about-phpfpm-s-backlog/