为什么部分IO流在调用Close()方法之前要先调用flush()方法

本文解析了带缓冲功能的流在使用flush()与close()方法时的必要性,阐述了缓冲区未满时直接调用close()可能导致数据丢失的问题,并通过实例说明了正确操作流程。

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很多人可能一直比较纠结为什么有的带有缓冲功能的流在CLose()方法之前要先调用flush()方法 ,

我们先大概说一下带缓冲功能的流的原理 : 如果是需要频繁的对文件进行读或写 , 普通流的速度会比较慢 , 而缓冲流是在普通流的基础上多了一个缓冲区 , 当读或写的数据达到一定量 , 再自动往文件里进行读写 , 如果没有装满缓冲区文件就已经读(写)完毕 , 那么这个时候已经读写到缓冲区的数据需要手动使其朝目标文件进行读写.

这个手动的过程 , 就是我们这里提到的flush()方法 .

换句话说 , 如果是文件读写完的同时缓冲区刚好装满 , 那么缓冲区会把里面的数据朝目标文件自动进行读或写 , 这种时候你直接调用close()方法不会出现问题 ; 但是如果文件在读写完成时 , 缓冲区没有装满 , 就直接调用close()方法 , 这个时候装在缓冲区的数据就不会自动的朝目标文件进行读或写 , 从而造成缓冲区中的这部分数据丢失 , 所以这个是时候就需要在close()之前先调用flush()方法 , 手动使缓冲区数据读写到目标文件. 举个例子: 如果一个文件大小是20kb , 我们的缓冲区大小是15kb , 如果Close()方法之前没有先调用flush()方法 , 那么这个时候剩余的5kb数据就会丢失 .

引用:原文

<think>我们正在讨论的是在IO多路复用(如select、poll、epoll)场景下,TCP服务端在四次挥手过程中何时调用close方法。用户的问题聚焦于IO多路复用模型中服务端关闭连接的时机。在IO多路复用模型中,服务端通常使用一个主循环监听多个套接字(包括监听套接字和已连接套接字)的事件(可读、可写、异常等)。当某个客户端发起关闭连接(发送FIN)时,服务端会通过可读事件感知到,然后进行接收数据和处理关闭程。关键点:在四次挥手过程中,服务端需要处理两个重要事件:1.当服务端收到客户端的FIN报文(第一次挥手)时,内核会将这个连接标记为可读(因为FIN被视为一个带外事件,类似于读事件)。此时服务端通过IO多路复用器(如epoll)会得到通知,然后调用read/recv方法,返回0(表示对端已关闭)。2.服务端在得知客户端已关闭后,需要决定何时发送自己的FIN报文(第三次挥手),这通常通过调用close方法或shutdown方法实现。具体步骤:1.**客户端发起关闭(第一次挥手)**:客户端调用close发送FIN。2.**服务端接收FIN(第二次挥手)**:服务端内核收到FIN后,将该连接对应的套接字标记为可读(在IO多路复用器中触发读事件)。服务端在事件处理循环中调用recv,返回0(表示连接已关闭)。3.**服务端调用close(第三次挥手)**:服务端在recv返回0后,调用close方法关闭自己的套接字,此时服务端会发送FIN报文(第三次挥手)。4.**客户端确认(第四次挥手)**:客户端收到FIN后发送ACK,服务端收到ACK后进入TIME_WAIT状态,然后关闭。因此,在IO多路复用模型中,服务端调用close的时机是:当在套接字上调用recv返回0(表示客户端已关闭)时,服务端立即调用close来关闭自己的写方向(发送FIN)。注意:在调用close之前,服务端应该确保已经处理完所有需要发送给客户端的数据。如果还有数据要发送,应该发送完再调用close。下面我们用一个使用epoll的JavaNIO示例来说明(虽然JavaNIO不是纯的IO多路复用,但原理相似):```java//伪代码,展示程try(ServerSocketChannelserverChannel=ServerSocketChannel.open();Selectorselector=Selector.open()){serverChannel.bind(newInetSocketAddress(port));serverChannel.configureBlocking(false);serverChannel.register(selector,SelectionKey.OP_ACCEPT);while(true){selector.select();Iterator<SelectionKey>keys=selector.selectedKeys().iterator();while(keys.hasNext()){SelectionKeykey=keys.next();keys.remove();if(key.isAcceptable()){//接受新连接SocketChannelclientChannel=serverChannel.accept();clientChannel.configureBlocking(false);clientChannel.register(selector,SelectionKey.OP_READ);}elseif(key.isReadable()){SocketChannelclientChannel=(SocketChannel)key.channel();ByteBufferbuffer=ByteBuffer.allocate(1024);intbytesRead=clientChannel.read(buffer);if(bytesRead==-1){//客户端关闭连接(收到FIN)//此时,服务端应该关闭自己的这一侧,发送FINclientChannel.close();//这里调用close触发第三次挥手key.cancel();//从selector中取消}else{//处理数据...}}}}}```解释:-当服务端在可读事件中调用`clientChannel.read(buffer)`返回-1(在JavaNIO中,返回-1表示结束,即收到FIN)时,表示客户端已经关闭了连接(发送了FIN)。-服务端此时调用`clientChannel.close()`,该方法会关闭套接字,触发服务端发送FIN(第三次挥手)。-之后,客户端会发送ACK(第四次挥手),服务端进入TIME_WAIT状态(在客户端则进入TIME_WAIT状态,但服务端调用close,所以服务端进入TIME_WAIT)。注意:在阻塞IO中,read返回-1(或0,取决于语言)也表示对端关闭。在非阻塞IO多路复用中同理。**注意事项**:-在调用close之前,确保所有待发送数据已经刷新(如果有输出缓冲区,需要flush)。-在IO多路复用模型中,关闭套接字后,要记得从多路复用器中注销(如示例中的key.cancel())。-处理大量连接时,及时关闭不再使用的套接字以避免资源泄漏。**总结**:在IO多路复用场景下,服务端在检测到对端关闭(recv返回0或-1)时,立即调用close方法,从而触发第三次挥手。这是最合适的时机。相关问题:1.在IO多路复用模型中,如果服务端在收到FIN后不调用close会怎样?2.如何避免服务端产生大量TIME_WAIT状态?3.在非阻塞IO中,如何处理close调用时可能出现的阻塞情况?</think>### TCP四次挥手在IO多路复用场景下的服务端close调用时机 在IO多路复用(select/poll/epoll)场景下,服务端调用`close()`的时机需要特别设计,以确保高效处理大量连接的同时正确完成TCP四次挥手。核心原则是:**当检测到客户端发起FIN(第一次挥手)且服务端数据发送完成后,调用close触发第三次挥手**。 #### 关键调用时机与程 1. **检测客户端FIN(第一次挥手)**: - 通过IO多路复用器(如epoll)检测到套接字**可读事件** - 调用`recv()`读取数据时返回0(表示收到FIN) - 此时服务端应发送ACK(第二次挥手)[^2] ```java if (selectionKey.isReadable()) { SocketChannel channel = (SocketChannel) selectionKey.channel(); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024); int bytesRead = channel.read(buffer); // 检测客户端关闭(第一次挥手) if (bytesRead == -1) { handleClientClose(channel); // 处理关闭程 } } ``` 2. **完成数据发送**: - 检查输出缓冲区是否清空 - 确保所有待发送数据已刷新 3. **调用close触发第三次挥手**: - 调用`socket.close()`或`channel.close()` - 内核自动发送FIN报文(第三次挥手) - 释放套接字资源并从多路复用器注销 ```java private void handleClientClose(SocketChannel channel) { try { // 1. 确保数据发送完成 if (channel.isOpen() && channel.isConnected()) { channel.shutdownOutput(); // 可选:半关闭确保数据刷新 } // 2. 触发第三次挥手 channel.close(); // 3. 从epoll注销 selectionKey.cancel(); System.out.println("客户端关闭,服务端发送FIN"); } catch (IOException e) { // 异常处理 } } ``` #### IO多路复用下的特殊处理 1. **epoll的ET模式优化**: - 在边缘触发(ET)模式下,必须确保读取到`recv() = -1` - 避免漏处理FIN事件导致连接滞留[^2] ```java // ET模式必须完全读取直到recv返回-1 while ((bytesRead = channel.read(buffer)) > 0) { // 处理数据 } if (bytesRead == -1) { handleClientClose(channel); } ``` 2. **正确处理半关闭状态**: - 收到FIN后如需继续发送数据: ```java channel.shutdownInput(); // 停止读取 // ...发送剩余数据... channel.close(); // 发送FIN ``` 3. **资源管理三步骤**: ```mermaid graph LR A[检测recv=-1] --> B[清空输出缓冲区] B --> C[调用close发送FIN] C --> D[从多路复用器注销] ``` #### 注意事项 1. **避免Close-Wait堆积**: - 必须在检测到FIN后**及时调用close** - 未及时关闭会导致服务端处于`CLOSE_WAIT`状态[^2] 2. **多线程同步**: - 在Reactor模式下,关闭操作应放在同一线程处理 - 避免跨线程操作导致状态不一致 3. **优雅关闭程**: ```java // 推荐关闭顺序 channel.shutdownOutput(); // 发送EOF while (channel.read(buffer) != -1) { // 读取剩余数据 } channel.close(); // 发送FIN ``` #### 总结 在IO多路复用架构中,服务端应在以下时机调用close: 1. **检测阶段**:IO多路复用器通知可读事件且`recv() = -1` 2. **准备阶段**:确保服务端数据发送完成 3. **执行阶段**:调用close发送FIN并释放资源 4. **清理阶段**:从多路复用器注销套接字 正确时序保证高效处理大量连接的同时完成TCP四次挥手,避免资源泄漏和状态异常[^2]。
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