网络编程中的shutdown和close

close

close一个TCP套接字的默认行为是把该套接字标记为关闭，然后立即返回到调用进程。该套接字描述符不能再由调用进程使用，也就是说它不能再作为read或write的的第一个参数，然而TCP将尝试发生已排队等待发生到对端的任何数据，发生完毕后发生的是正常的TCP连接终止序列。
如果有多个进程共享一个套接字，close每被调用一次，计数减1，直到计数为0时，也就是所用进程都调用了close，套接字将被释放。
TCP套接字的SO_LINGER选项可以改变close函数的行为，其数据结构为

（1）如果l_onoff被设置为0，则其和close的默认情况一样，默认情况下，close会先把发送缓冲区中的数据先发送出去，然后直接返回。close返回后正常的四次挥手会交给系统去完成。close的默认行为只能保证发送缓冲区中的数据正常发送出去，不保证对方能收到。

（2） l_onoff设置为非0， l_linger也被设置为非0，并且足够大
此时会先把发送缓冲区中的数据先发送出去，然后再调用close函数，此时close不会立即返回而是先block一段时间，直到对方TCP的ACK信息才能返回。这种情况下只能保证对方已经接收到数据，但不能保证对方应用程序已经读到数据，因为ACK是TCP层发送的信息，不是应用层。

（3） l_onoff设置为非0， l_linger也被设置为非0，并且不足够大 ，这种情况下，close会在对方的ACK信息到来之前返回，并返回-1和设置errorn为EWOULDBLOCK

（4）意思三种情况都能经历TCP断开连接的四次挥手阶段。当l_onoff设置为非0，l_linger设置为0时，close不被阻塞立即执行，丢弃socket发送缓冲区中的数据，并向对方发送一个RST报文。
值得注意的是RST报文段不会导致另一端产生任何响应，另一端根本不进行确认。收到RST的一方将终止该连接。程序行为如下：
阻塞模型下，内核无法主动通知应用层出错，只有应用层主动调用read()或者write()这样的IO系统调用时，内核才会利用出错来通知应用层对端RST。
非阻塞模型下，select或者epoll会返回sockfd可读,应用层对其进行读取时，read()会报错RST。

shutdown

使用close中止一个连接，但它只是减少描述符的参考数，并不直接关闭连接，只有当描述符的参考数为0时才关闭连接。
shutdown可直接关闭描述符，不考虑描述符的参考数，可选择中止一个方向的连接。
（1）shutdown + SHUT_RD
利用shutdown的SHUT_RD参数，可以关闭连接中本段的读，本段不能再从套接字中读数据，而且套接字中接受缓冲区中的数据都将被丢弃，但是对方仍然可以发送数据，只是数据到达本段后都会被悄然丢弃。另外SHUT_RD参数不会对TCP的连接造成任何影响。后面如果再从该套接字调用read会直接返回0。
（2）shutdown+SHUT_WR
SHUT_WR可以关闭连接中本段写的这一半，对于TCP套接字又称为半关闭。当前留在套接字发送缓冲区的数据都被发送掉，后面紧跟TCP的正常连接终止序列。 该选项可以保证在断开连接过程中，本方的数据被对方应用程序收到，具体做法是：
1）调用shutdown + SHUT_WR，此时本方的TCP会把发送缓冲区中的数据发送出去，然后发送FIN序列来正常终止连接。
2）然后调用read，此时read会被阻塞，直到接收到对方发送FIN序列，然后read返回0，因为FIN序列是由对方应用程序调用close或者shutdown产生的，因此可以保证缓冲区中的数据已经被对方应用程序收到。
（3） shutdown+SHUT_RDWR
连接的读半部和写半部都关闭，这与调用shutdown两次等效，第一次调用指定SHUT_RD，第二次调用指定SHUT_WR。