shutdown 和 close

Linux

现象

转载自：http://www.cnblogs.com/wainiwann/p/3942203.html

在开发的一个基于 rtmp 聊天的程序时发现了一个很奇怪的现象。

在 windows 下当我们执行 closesocket 的操作之后，阻塞的 recv 会立即返回 -1 。

而在 linux 下当我们执行 close 操作之后阻塞的 recv 会出现不能立即返回的现象。后来在网上一搜发现很多遇到类似这种现象的情况，大致意思应该是

当 socket 被动被 close 的时候进入了“CLOSE_WAIT（被动关闭一方）”的情况。
解决方法就是在你 close 之前调用一下：

shutdown(socket, SHUT_RDWR)

就是关闭 socket 的读写功能。

Shutdown 和 Close

下面是对譬如“CLOSE_WAIT”现象的一些解释

主动关闭方和被动方经历的状态：

FIN_WAIT_1（主动关闭一方）：当 SOCKET 在 ESTABLISHED 状态时，它想主动关闭连接，向对方发送了 FIN 报文，此时该 SOCKET 即进入到 FIN_WAIT_1 状态。而当对方回应 ACK 报文后，则进入到 FIN_WAIT_2 状态，

FIN_WAIT_2（主动关闭一方）：上面已经详细解释了这种状态，实际上 FIN_WAIT_2 状态下的 SOCKET，表示半连接，也即有一方要求 close 连接，但另外还告诉对方，我暂时还有点数据需要传送给你，稍后再关闭连接。

TIME_WAIT（主动关闭一方）：表示收到了对方的 FIN 报文，并发送出了 ACK 报文就等 2MSL（2 倍最大生存时间）后即可回到 CLOSED 可用状态了。

CLOSE_WAIT（被动关闭一方）：这种状态的含义其实是表示在等待关闭。当对方 close 一个 SOCKET 后发送 FIN 报文给自己，你系统毫无疑问地会回应一个 ACK 报文给对方，此时则进入到 CLOSE_WAIT 状态。接下来呢，实际上你真正需要考虑的事情是察看你是否还有数据发送给对方，如果没有的话，那么你也就可以 close 这个 SOCKET，发送 FIN 报文给对方，也即关闭连接。所以你在 CLOSE_WAIT 状态下，需要完成的事情是等待你去关闭连接。

LAST_ACK（被动关闭一方）：它是被动关闭一方在发送 FIN 报文后，最后等待对方的 ACK 报文。当收到 ACK 报文后，也即可以进入到 CLOSED 可用状态

下面是 socket 的 close 和 shutdown 的一些说明

Linux socket 关闭连接的方法有两种分别是 shutdown 和 close，首先看一下 shutdown 的定义

#include <sys/socket.h>
int shutdown(int sockfd,int how);

how 的方式有三种分别是

  • SHUT_RD（0）：关闭 sockfd 上的读功能，此选项将不允许 sockfd 进行读操作。

  • SHUT_WR（1）：关闭 sockfd 的写功能，此选项将不允许 sockfd 进行写操作。

  • SHUT_RDWR（2）：关闭 sockfd 的读写功能。

成功则返回 0，错误返回 -1，错误码 errno：EBADF 表示 sockfd 不是一个有效描述符；ENOTCONN 表示 sockfd 未连接；ENOTSOCK 表示 sockfd 是一个文件描述符而不是 socket 描述符。

close 的定义如下：

# include <unistd.h>
int close(int fd);

关闭读写。

成功则返回 0，错误返回 -1，错误码 errno：EBADF 表示 fd 不是一个有效描述符；EINTR 表示 close 函数被信号中断；EIO 表示一个 IO 错误。
下面摘用网上的一段话来说明二者的区别：
close–关闭本进程的 socket id，但链接还是开着的，用这 socket id 的其它进程还能用这个链接，能读或写这个 socket id
shutdown–则破坏了 socket 链接，读的时候可能侦探到 EOF 结束符，写的时候可能会收到一个 SIGPIPE 信号，这个信号可能直到 socket buffer 被填充了才收到，shutdown 还有一个关闭方式的参数，0 不能再读，1 不能再写，2 读写都不能。

socket 多进程中的 shutdown, close 使用

当所有的数据操作结束以后，你可以调用 close() 函数来释放该 socket，从而停止在该 socket 上的任何数据操作：close(sockfd);

你也可以调用 shutdown() 函数来关闭该 socket。该函数允许你只停止在某个方向上的数据传输，而一个方向上的数据传输继续进行。如你可以关闭某 socket 的写操作而允许继续在该 socket 上接受数据，直至读入所有数据。

int shutdown(int sockfd,int how);

sockfd 是需要关闭的 socket 的描述符。参数 how 允许为 shutdown 操作选择以下几种方式：

  • SHUT_RD：关闭连接的读端。也就是该套接字不再接受数据，任何当前在套接字接受缓冲区的数据将被丢弃。进程将不能对该套接字发出任何读操作。对 TCP 套接字该调用之后接受到的任何数据将被确认然后无声的丢弃掉。

  • SHUT_WR：关闭连接的写端，进程不能在对此套接字发出写操作。

  • SHUT_RDWR：相当于调用 shutdown 两次；首先是以 SHUT_RD，然后以 SHUT_WR
    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。

    注意：

    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。
    在多进程中如果一个进程中 shutdown(sfd, SHUT_RDWR) 后其它的进程将无法进行通信。如果一个进程 close(sfd) 将不会影响到其它进程，得自己理解引用计数的用法了，有 Kernel 编程知识的更好理解了。

更多关于 close 和 shutdown 的说明

  1. 只要 TCP 栈的读缓冲里还有未读取（read）数据，则调用 close 时会直接向对端发送 RST。
  2. shutdown 与 socket 描述符没有关系，即使调用 shutdown(fd, SHUT_RDWR) 也不会关闭 fd，最终还需 close(fd)。
  3. 可以认为 shutdown(fd, SHUT_RD) 是空操作，因为 shutdown 后还可以继续从该 socket 读取数据，这点也许还需要进一步证实。
  4. 在已发送 FIN 包后 write 该 socket 描述符会引发 EPIPE/SIGPIPE。
  5. 当有多个 socket 描述符指向同一 socket 对象时，调用 close 时首先会递减该对象的引用计数，计数为 0 时才会发送 FIN 包结束 TCP 连接。shutdown 不同，只要以 SHUT_WR/SHUT_RDWR 方式调用即发送 FIN 包。
  6. SO_LINGER 与 close，当 SO_LINGER 选项开启但超时值为 0 时，调用 close 直接发送 RST（这样可以避免进入 TIME_WAIT 状态，但破坏了 TCP 协议的正常工作方式），SO_LINGER 对 shutdown 无影响。
  7. TCP 连接上出现 RST 与随后可能的 TIME_WAIT 状态没有直接关系，主动发 FIN 包方必然会进入 TIME_WAIT 状态，除非不发送 FIN 而直接以发送 RST 结束连接。

下面是对于该主题相关网络讨论资料总结

http://bbs.csdn.net/topics/350147238
http://bbs.csdn.net/topics/350050711
http://blog.csdn.net/helpxs/article/details/6661951