Linux socket编程: xxx: Address already in use

最近在做linux上的socket的TCP服务器设计,碰到一个问题: 服务器进程bind并监听了一个端口A,然后进程被强制停止了,然后重启进程,出现了’xxx: Address already in use’错误,要等几分钟才能重新bind和监听端口A.在网上找到了下面这篇博文,并解决了这个问题,在此感谢博主.

1 发现问题　　

　　我在开发一个socket服务器程序并反复调试的时候，发现了一个让人无比心烦的情况：每次kill掉该服务器进程并重新启动的时候，都会出现bind错误：error:98，Address already in use。然而再kill掉该进程，再次重新启动的时候，就bind成功了。真让人摸不着头脑。难道一定要尝试两次才显得真诚？这不科学！

　　我的第一反应是kill进程的时候，并没有完全释放掉socket资源，倒致第二次启动的时候，bind失败。那么第三次怎么又成功了呢？

　　查资料：有人说是TIME_WAIT在捣鬼。

　　回想一下，Linux下的TIME_WAIT大概是2分钟，这样也合情合理。那么没有释放掉的资源是什么呢，是端口吗？机智的我立刻决定做实验找出答案。启动服务器程序，在与客户建立连接之后，kill掉服务器。飞快地在terminal里输入命令：netstat -an|grep 9877。这里9877是我服务器打算绑定的端口。果然：

　　

　　结果显示9877端口正在被使用，并处于TCP中的TIME_WAIT状态。再过两分钟，我再执行命令netstat -an|grep 9877，世界清静了，什么都没有。

　　终于找到了答案：果然是TIME_WAIT在捣鬼。

2 解决问题

　　问题找到了，可是怎么解决问题呢。如何才能结束掉这个TIME_WAIT状态呢？否则每次调试之后，都要巴巴地等上两分钟，再进行下次调试。这太蠢了！想了好久，也没想出解决办法。那TCP中有没有能关闭掉TIME_WAIT的选项呢？翻书！UNP中第7章就是讲socket选项的。还真没有找到。但是，我找到了SO_REUSEADDR选项。关于此选项，书上说可以起到以下4个不同的功用：

　　（1）SO_REUSEADDR允许启动一个监听服务器并捆绑其众所周知的端口，即使以前建立的将该端口用作他们的本地端口的连接仍存在。

　　（2）允许在同一端口上启动同一服务器的多个实例，只要每个实例捆绑一个不同的本地IP地址即可。

　　（3）SO_REUSEADDR 允许单个进程捆绑同一端口到多个套接字上，只要每次捆绑指定不同的本地IP地址即可。

　　（4）SO_REUSEADDR允许完全重复的捆绑：当一个IP地址和端口号已绑定到某个套接字上时，如果传输协议支持，同样的IP地址和端口还可以捆绑到另一个套接字上。一般来说本特性仅支持UDP套接字。

　　我遇到的情况正好符合情况1，并且书上说了：“所有TCP服务器都应该指定本套接字选项，以允许服务器在这种情形下被重新启动。”那么试试看喽。

　　

      上面两行代码，把此套接字listenFd设置为允许地址重用（on=1,如果on=0就是不允许重用了）。这样每次bind的时候，如果此端口正在使用的话，bind就会把端口“抢”过来。就不会报错了。完美解决问题。

3 察漏补缺

　　既然TIME_WAIT这么讨厌，那它的存在有什么意义呢？毕竟服务器端已经中断掉连接了呀。记得之前在看UNP的时候，上面好像有提到过，继续翻书：

　　书上说，TIME_WAIT状态有两个存在的理由：

　　（1）可靠地实现TCP全双工连接的终止；

　　（2）允许老的重复分节在网络中消逝。

　　原来如此，解释一下，上个图：

　　

　　（1）如果服务器最后发送的ACK因为某种原因丢失了，那么客户一定会重新发送FIN，这样因为有TIME_WAIT的存在，服务器会重新发送ACK给客户，如果没有TIME_WAIT，那么无论客户有没有收到ACK，服务器都已经关掉连接了，此时客户重新发送FIN，服务器将不会发送ACK，而是RST，从而使客户端报错。也就是说，TIME_WAIT有助于可靠地实现TCP全双工连接的终止。

　　（2）如果没有TIME_WAIT，我们可以在最后一个ACK还未到达客户的时候，就建立一个新的连接。那么此时，如果客户收到了这个ACK的话，就乱套了，必须保证这个ACK完全死掉之后，才能建立新的连接。也就是说，TIME_WAIT允许老的重复分节在网络中消逝。

　　回到我们的问题，由于我并不是正常地经过四次断开的方式中断连接，所以并不会存在最后一个ACK的问题。所以，这样是安全的。不过，最终的服务器版本，还是不要设置为端口可复用的。切记。

　　加油加油。好好学习，天天向上。

　　另外：UNP是本好书，要好好看呀。