为什么不是SO_LINGER选项有0超时或10秒超时而不是立即或10秒后移除套接字？

Question

我已阅读TCP option SO_LINGER (zero) - when it's required和其他几个相关的问题和答案，但我无法复制这些帖子中解释的任何SO_LINGER行为。我将在这里分享我的许多实验之一。

我在以下环境中执行此实验。

$ lsb_release -d 
Description: Debian GNU/Linux 9.0 (stretch) 
$ gcc -dumpversion 
6.3.0 

这里是一个错误操作的客户端连接到服务器， 但没有接收到任何数据进行90秒的实例。

/* client.c */ 
#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
#include <unistd.h> 

#include <sys/socket.h> 
#include <arpa/inet.h> 
#include <netdb.h> 

int main() 
{ 
    int sockfd; 
    int ret; 
    struct addrinfo hints, *ai; 
    char buffer[256]; 
    ssize_t bytes; 

    memset(&hints, 0, sizeof hints); 
    hints.ai_family = AF_INET; 
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; 

    if ((ret = getaddrinfo(NULL, "8000", &hints, &ai)) == -1) { 
     fprintf(stderr, "client: getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(ret)); 
     return 1; 
    } 

    sockfd = socket(ai->ai_family, ai->ai_socktype, ai->ai_protocol); 
    if (sockfd == -1) { 
     perror("client: socket"); 
     return 1; 
    } 

    if (connect(sockfd, ai->ai_addr, ai->ai_addrlen) == -1) { 
     perror("client: connect"); 
     close(sockfd); 
     return -1; 
    } 

    printf("client: connected\n"); 

    /* 
    bytes = recv(sockfd, buffer, sizeof buffer, 0); 
    if (recv(sockfd, buffer, sizeof buffer, 0) == -1) { 
     perror("client: recv"); 
     close(sockfd); 
     return -1; 
    } 

    printf("client: received: %.*s\n", (int) bytes, buffer); 
    */ 

    sleep(90); 
    freeaddrinfo(ai); 

    printf("client: closing socket ...\n"); 
    close(sockfd); 
    printf("client: closed socket!\n"); 

    return 0; 
} 

这里是发送hello到连接 到服务器的客户端，然后立即关闭连接我的服务器代码。此服务器是 为简单起见不是多线程。在一个多线程服务器中，它将接受来自客户端的100多个连接的连接，其中很多可能会行为不端，我们的目标是尽快放弃 无用的套接字，以释放为这些套接字所使用的端口。

为了达到这个目的，我们启用了SO_LINGER套接字选项，其延迟时间为10秒，延迟时间为 。

/* server.c */ 
#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
#include <unistd.h> 

#include <sys/socket.h> 
#include <arpa/inet.h> 
#include <netdb.h> 

int main() 
{ 
    int sockfd; 
    int ret; 
    int yes = 1; 

    struct addrinfo hints, *ai; 

    memset(&hints, 0, sizeof hints); 
    hints.ai_family = AF_INET; 
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; 
    hints.ai_flags = AI_PASSIVE; 

    if ((ret = getaddrinfo(NULL, "8000", &hints, &ai)) == -1) { 
     fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(ret)); 
     return 1; 
    } 

    sockfd = socket(ai->ai_family, ai->ai_socktype, ai->ai_protocol); 
    if (sockfd == -1) { 
     perror("server: socket"); 
     return 1; 
    } 

    if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof yes) == -1) { 
     perror("server: setsockopt"); 
     close(sockfd); 
     return 1; 
    } 

    if (bind(sockfd, ai->ai_addr, ai->ai_addrlen) == -1) { 
     perror("server: bind"); 
     close(sockfd); 
     return 1; 
    } 

    freeaddrinfo(ai); 

    if (listen(sockfd, 10) == -1) { 
     perror("server: listen"); 
     close(sockfd); 
     return 1; 
    } 

    printf("server: listening ...\n"); 

    while (1) { 
     int client_sockfd; 
     struct sockaddr_storage client_addr; 
     socklen_t client_addrlen = sizeof client_addr; 
     struct linger l_opt; 

     printf("server: accepting ...\n"); 
     client_sockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &client_addr, 
           &client_addrlen); 

     /* Set SO_LINGER opt for the new client socket. */ 
     l_opt.l_onoff = 1; 
     l_opt.l_linger = 10; 
     setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &l_opt, sizeof l_opt); 

     if (client_sockfd == -1) { 
      perror("server: accept"); 
      continue; 
     } 

     if (send(client_sockfd, "hello\n", 6, 0) == -1) { 
      perror("server: send"); 
      continue; 
     } 

     printf("server: sent: hello\n"); 
     printf("server: closing client socket ...\n"); 
     close(client_sockfd); 
     printf("server: closed client socket!\n"); 
    } 

    return 0; 
} 

这是我的实验跑步者。

# run.sh 
gcc -std=c99 -Wall -Wextra -Wpedantic -D_DEFAULT_SOURCE server.c -o server 
gcc -std=c99 -Wall -Wextra -Wpedantic -D_DEFAULT_SOURCE client.c -o client 
./server & 
sleep 1 
./client 
pkill ^server$ 

在另一窗口/终端，我运行这个小bash脚本来监控每10秒的套接字的 状态。

$ for i in {1..10}; do netstat -nopa 2> /dev/null | grep :8000; echo =====; sleep 10; done 
tcp  0  0 0.0.0.0:8000   0.0.0.0:*    LISTEN  16293/./server  off (0.00/0/0) 
tcp  7  0 127.0.0.1:35536   127.0.0.1:8000   CLOSE_WAIT 16295/./client  off (0.00/0/0) 
tcp  0  0 127.0.0.1:8000   127.0.0.1:35536   FIN_WAIT2 -     timewait (59.84/0/0) 
===== 
tcp  0  0 0.0.0.0:8000   0.0.0.0:*    LISTEN  16293/./server  off (0.00/0/0) 
tcp  7  0 127.0.0.1:35536   127.0.0.1:8000   CLOSE_WAIT 16295/./client  off (0.00/0/0) 
tcp  0  0 127.0.0.1:8000   127.0.0.1:35536   FIN_WAIT2 -     timewait (49.83/0/0) 
===== 
tcp  0  0 0.0.0.0:8000   0.0.0.0:*    LISTEN  16293/./server  off (0.00/0/0) 
tcp  7  0 127.0.0.1:35536   127.0.0.1:8000   CLOSE_WAIT 16295/./client  off (0.00/0/0) 
tcp  0  0 127.0.0.1:8000   127.0.0.1:35536   FIN_WAIT2 -     timewait (39.82/0/0) 
===== 
tcp  0  0 0.0.0.0:8000   0.0.0.0:*    LISTEN  16293/./server  off (0.00/0/0) 
tcp  7  0 127.0.0.1:35536   127.0.0.1:8000   CLOSE_WAIT 16295/./client  off (0.00/0/0) 
tcp  0  0 127.0.0.1:8000   127.0.0.1:35536   FIN_WAIT2 -     timewait (29.81/0/0) 
===== 
tcp  0  0 0.0.0.0:8000   0.0.0.0:*    LISTEN  16293/./server  off (0.00/0/0) 
tcp  7  0 127.0.0.1:35536   127.0.0.1:8000   CLOSE_WAIT 16295/./client  off (0.00/0/0) 
tcp  0  0 127.0.0.1:8000   127.0.0.1:35536   FIN_WAIT2 -     timewait (19.80/0/0) 
===== 
tcp  0  0 0.0.0.0:8000   0.0.0.0:*    LISTEN  16293/./server  off (0.00/0/0) 
tcp  7  0 127.0.0.1:35536   127.0.0.1:8000   CLOSE_WAIT 16295/./client  off (0.00/0/0) 
tcp  0  0 127.0.0.1:8000   127.0.0.1:35536   FIN_WAIT2 -     timewait (9.78/0/0) 
===== 
tcp  0  0 0.0.0.0:8000   0.0.0.0:*    LISTEN  16293/./server  off (0.00/0/0) 
tcp  7  0 127.0.0.1:35536   127.0.0.1:8000   CLOSE_WAIT 16295/./client  off (0.00/0/0) 
tcp  0  0 127.0.0.1:8000   127.0.0.1:35536   FIN_WAIT2 -     timewait (0.00/0/0) 
===== 
tcp  0  0 0.0.0.0:8000   0.0.0.0:*    LISTEN  16293/./server  off (0.00/0/0) 
tcp  7  0 127.0.0.1:35536   127.0.0.1:8000   CLOSE_WAIT 16295/./client  off (0.00/0/0) 
===== 
tcp  0  0 0.0.0.0:8000   0.0.0.0:*    LISTEN  16293/./server  off (0.00/0/0) 
tcp  7  0 127.0.0.1:35536   127.0.0.1:8000   CLOSE_WAIT 16295/./client  off (0.00/0/0) 
===== 
===== 

上述输出显示服务器套接字（第三行中的输出的每次迭代），保持在FIN_WAIT2状态60秒（即，默认TIMEWAIT）。

为什么SO_LINGER选项与10秒超时不保证服务器关闭了客户端套接字（即本地地址= 127.0.0.1:8000;外部地址= 127.0.0.1:35536）成功地在10秒后？

注意：即使有0超时，即使用以下代码，本地地址= 127.0.0.1:8000和外部地址= 127.0.0.1:35536的套接字仍保持在FIN_WAIT2状态60秒。

 /* Set SO_LINGER opt for the new client socket. */ 
     l_opt.l_onoff = 1; 
     l_opt.l_linger = 0; 
     setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &l_opt, sizeof l_opt); 

如果SO_LINGER对去除插座或FIN_WAIT2超时没有效果，那么真正是SO_LINGER的目的是什么？

Answer 1

你有一个基本的误解。

将SO_LINGER设置为正超时只是一件事。它允许close()阻止达到该超时，同时有任何出站挂起数据仍在运行。如果您不修改它，默认情况是close()是异步的，这意味着应用程序无法分辨是否有任何数据仍在发送。

因此，这样做的目的是使应用程序能够检测到完全发送最终未决数据的失败。

它没有任何关于清理死或无用的插座。具体而言，关闭后它不会缩短TIME_WAIT或TCP超时时间。

这可以通过另一种方式通过使用不同的设置来实现，但其效果是重置连接并丢失任何正在运行的数据，并可能导致另一端产生恐慌，因此不建议。至少由我。

您的实际代码的行为完全如预期。服务器已关闭，因此客户端处于CLOSE_WAIT状态90秒，服务器处于FIN_WAIT_2状态，正在等待客户端关闭。这里没有什么，只是一个行为不端的客户。超时过期后，服务器将继续存在。