Socket-Programing-FAQ

Posted 2021-04-25 Linux内核之旅

引言

Socket编程FAQ，由Vic Metcalfs创建，这是一系列关于socket编程相关的常问的问题。这些问题整理自comp.unix.programmer新闻组，我省略了其中一些比较基本的socket编程问题，有的问题的解答已经过时，因此我更新了部分回答。

How can I tell when a socket is closed on the end?

如果对端调用close或者exit退出，并且没有设置SO_LINGER选项，那么本端调用read会返回0，无论调用多少次都返回0第一次调用write后立即返回0，其实在内核层面会收到对端响应的RST报文，此时如果再次调用write会导致EPIPE错误，这个错误会引起SIGPIPE信号的产生，而这个信号的默认处理方式就是关闭程序。

注:更详细的分析详见

What’s with the second parameter in bind()?

How do I get the port number for a given service?

使用getservbyname，这个函数会返回一个指向struct servent结构体的指针，其中有一个字段s_port就是对应服务的端口号了(网络字节序)。 
下面是一个小的例子:

if bind() fails,what should I do with the socket descriptor?

如果你选择exit，那么系统会负责将socket描述符关闭，如果你不exit，那么可以手动去调用close来关闭套接字描述符

When should I use shutdown()?

shutdown一个典型的应用场景就是向对端发送结束请求(内核负责发送FIN报文)，表明请求结束了。close也具备这样的功效，那么close和shutdown的区别和联系是什么呢，close本质上只是减少套接字描述符的引用计数，当引用计数变为0，才会导致TCP/IP的四次挥手过程。因此在多进程场景下，close并不会导致请求结束(也就是导致内核发生四次挥手过程)，只是会较少套接字描述符的引用计数。而shutdown则不一样，shutdown会导致内核发起四次挥手过程中的前半部分，也就是半关闭。因为socket是一个类似于pipe的机制，不过socket是双向的，pipe是单向的。通过shutdown可以进行半关闭。也就是关闭了写端，但是仍然可以从socket中读取对端发送过来的数据。

Please explain the TIME_WAIT state

TCP/IP协议就是这样设计的，是不可避免的。主要有两个原因:

• 可靠地实现TCP全双工连接的终止

TCP协议在关闭连接的四次握手过程中，最终的ACK是由主动关闭连接的一端（后面统称A端）发出的，如果这个ACK丢失，对方（后面统称B端）将重发出最终的FIN，因此A端必须维护状态信息（TIME_WAIT）允许它重发最终的ACK。如果A端不维持TIME_WAIT状态，而是处于CLOSED 状态，那么A端将响应RST分节，B端收到后将此分节解释成一个错误（在