陳碩 (giantchen_AT_gmail)
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今天收到一位網(wǎng)友來信：
在 simple 中的 daytime 示例中，服務端主動關(guān)閉時調(diào)用的是如下函數(shù)序列，這不是只是關(guān)閉了連接上的寫操作嗎，怎么是關(guān)閉了整個連接？
1: void DaytimeServer::onConnection(const muduo::net::TcpConnectionPtr& conn)
2: {
3: if (conn->connected())
4: {
5: conn->send(Timestamp::now().toFormattedString() + "\n");
6: conn->shutdown();
7: }
8: }
9:
10: void TcpConnection::shutdown()
11: {
12: if (state_ == kConnected)
13: {
14: setState(kDisconnecting);
15: loop_->runInLoop(boost::bind(&TcpConnection::shutdownInLoop, this));
16: }
17: }
18:
19: void TcpConnection::shutdownInLoop()
20: {
21: loop_->assertInLoopThread();
22: if (!channel_->isWriting())
23: {
24: // we are not writing
25: socket_->shutdownWrite();
26: }
27: }
28:
29: void Socket::shutdownWrite()
30: {
31: sockets::shutdownWrite(sockfd_);
32: }
33:
34: void sockets::shutdownWrite(int sockfd)
35: {
36: if (::shutdown(sockfd, SHUT_WR) < 0)
37: {
38: LOG_SYSERR << "sockets::shutdownWrite";
39: }
40: }
陳碩答復如下：
Muduo TcpConnection 沒有提供 close，而只提供 shutdown ，這么做是為了收發(fā)數(shù)據(jù)的完整性。
TCP 是一個全雙工協(xié)議，同一個文件描述符既可讀又可寫， shutdownWrite() 關(guān)閉了“寫”方向的連接，保留了“讀”方向，這稱為 TCP half-close。如果直接 close(socket_fd)，那么 socket_fd 就不能讀或?qū)懥恕?/p>
用 shutdown 而不用 close 的效果是，如果對方已經(jīng)發(fā)送了數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)還“在路上”，那么 muduo 不會漏收這些數(shù)據(jù)。換句話說，muduo 在 TCP 這一層面解決了“當你打算關(guān)閉網(wǎng)絡連接的時候，如何得知對方有沒有發(fā)了一些數(shù)據(jù)而你還沒有收到？”這一問題。當然，這個問題也可以在上面的協(xié)議層解決，雙方商量好不再互發(fā)數(shù)據(jù)，就可以直接斷開連接。
等于說 muduo 把“主動關(guān)閉連接”這件事情分成兩步來做，如果要主動關(guān)閉連接，它會先關(guān)本地“寫”端，等對方關(guān)閉之后，再關(guān)本地“讀”端。練習：閱讀代碼，回答“如果被動關(guān)閉連接，muduo 的行為如何？” 提示：muduo 在 read() 返回 0 的時候會回調(diào) connection callback，這樣客戶代碼就知道對方斷開連接了。
Muduo 這種關(guān)閉連接的方式對對方也有要求，那就是對方 read() 到 0 字節(jié)之后會主動關(guān)閉連接（無論 shutdownWrite() 還是 close()），一般的網(wǎng)絡程序都會這樣，不是什么問題。當然，這么做有一個潛在的安全漏洞，萬一對方故意不不關(guān)，那么 muduo 的連接就一直半開著，消耗系統(tǒng)資源。
完整的流程是：我們發(fā)完了數(shù)據(jù)，于是 shutdownWrite，發(fā)送 TCP FIN 分節(jié)，對方會讀到 0 字節(jié)，然后對方通常會關(guān)閉連接，這樣 muduo 會讀到 0 字節(jié)，然后 muduo 關(guān)閉連接。（思考題：在 shutdown() 之后，muduo 回調(diào) connection callback 的時間間隔大約是一個 round-trip time，為什么？）
另外，如果有必要，對方可以在 read() 返回 0 之后繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，這是直接利用了 half-close TCP 連接。muduo 會收到這些數(shù)據(jù)，通過 message callback 通知客戶代碼。
那么 muduo 什么時候真正 close socket 呢？在 TcpConnection 對象析構(gòu)的時候。TcpConnection 持有一個 Socket 對象，Socket 是一個 RAII handler，它的析構(gòu)函數(shù)會 close(sockfd_)。這樣，如果發(fā)生 TcpConnection 對象泄漏，那么我們從 /proc/pid/fd/ 就能找到?jīng)]有關(guān)閉的文件描述符，便于查錯。
muduo 在 read() 返回 0 的時候會回調(diào) connection callback，然后把 TcpConnection 的引用計數(shù)減一，如果 TcpConnection 的引用計數(shù)降到零，它就會析構(gòu)了。
參考：
《TCP/IP 詳解》第一卷第 18.5 節(jié)，TCP Half-Close。
《UNIX 網(wǎng)絡編程》第一卷第三版第 6.6 節(jié)， shutdown() 函數(shù)。