如何優(yōu)雅地關(guān)閉一個(gè)socket 收藏
最近在windows編程時(shí)需要考慮到“如何優(yōu)雅地關(guān)閉一個(gè)socket”，查閱了一些資料，現(xiàn)將查到的相關(guān)資料做個(gè)匯編，希望能對后來者有所幫助（比較懶，所以英文資料沒有翻譯:-)）
1. 關(guān)閉Socket時(shí)究竟做了什么
關(guān)閉socket分為主動(dòng)關(guān)閉（Active closure）和被動(dòng)關(guān)閉（Passive closure）兩種情況。前者是指有本地主機(jī)主動(dòng)發(fā)起的關(guān)閉；而后者則是指本地主機(jī)檢測到遠(yuǎn)程主機(jī)發(fā)起關(guān)閉之后，作出回應(yīng)，從而關(guān)閉整個(gè)連接。
其狀態(tài)圖如下圖所示：
起初每個(gè)socket都是CLOSED狀態(tài)，當(dāng)客戶端初使化一個(gè)連接，他發(fā)送一個(gè)SYN包到服務(wù)器，客戶端進(jìn)入SYN_SENT狀態(tài)。
服務(wù)器接收到SYN包，反饋一個(gè)SYN-ACK包，客戶端接收后返饋一個(gè)ACK包客戶端變成ESTABLISHED狀態(tài)，如果長時(shí)間沒收到SYN-ACK包，客戶端超時(shí)進(jìn)入CLOSED狀態(tài)。
當(dāng)服務(wù)器綁定并監(jiān)聽某一端口時(shí)，socket的狀態(tài)是LISTEN，當(dāng)客戶企圖建立連接時(shí)，服務(wù)器收到一個(gè) SYN包，并反饋SYN-ACK包。服務(wù)器狀態(tài)變成SYN_RCVD，當(dāng)客戶端發(fā)送一個(gè)ACK包時(shí)，服務(wù)器socket變成ESTABLISHED狀態(tài)。
當(dāng)一個(gè)程序在ESTABLISHED狀態(tài)時(shí)有兩種圖徑關(guān)閉它， 第一是主動(dòng)關(guān)閉，第二是被動(dòng)關(guān)閉。如果你要主動(dòng)關(guān)閉的話，發(fā)送一個(gè)FIN包。當(dāng)你的程序closesocket或者shutdown（標(biāo)記），你的程序發(fā)送一個(gè)FIN包到peer，你的socket變成FIN_WAIT_1狀態(tài)。peer反饋一個(gè)ACK包，你的socket進(jìn)入FIN_WAIT_2狀態(tài)。如果peer也在關(guān)閉連接，那么它將發(fā)送一個(gè)FIN包到你的電腦，你反饋一個(gè)ACK包，并轉(zhuǎn)成TIME_WAIT狀態(tài)。
TIME_WAIT狀態(tài)又號2MSL等待狀態(tài)。MSL意思是最大段生命周期（Maximum Segment Lifetime)表明一個(gè)包存在于網(wǎng)絡(luò)上到被丟棄之間的時(shí)間。每個(gè)IP包有一個(gè)TTL(time_to_live)，當(dāng)它減到0時(shí)則包被丟棄。每個(gè)路由器使TTL減一并且傳送該包。當(dāng)一個(gè)程序進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)時(shí)，他有２個(gè)MSL的時(shí)間，這個(gè)充許TCP重發(fā)最后的ACK，萬一最后的ACK丟失了，使得FIN被重新傳輸。在2MSL等待狀態(tài)完成后，socket進(jìn)入CLOSED狀態(tài)。
被動(dòng)關(guān)閉：當(dāng)程序收到一個(gè)FIN包從peer，并反饋一個(gè)ACK包，于是程序的socket轉(zhuǎn)入CLOSE_WAIT狀態(tài)。因?yàn)閜eer已經(jīng)關(guān)閉了，所以不能發(fā)任何消息了。但程序還可以。要關(guān)閉連接，程序自已發(fā)送給自已FIN，使程序的TCP socket狀態(tài)變成LAST_ACK狀態(tài)，當(dāng)程序從peer收到ACK包時(shí)，程序進(jìn)入CLOSED狀態(tài)。
2. Winsock2 API中的相關(guān)函數(shù)
先當(dāng)然是查MSDN，看到winsocks2 API中的相關(guān)函數(shù)有:closesocket,shutdown,WSASendDisconnect. 我大致說一下，具體詳細(xì)的資料還請自行查MSDN.
int closesocket( SOCKET s)的作用是關(guān)閉指定的socket，并且回收其所有的資源。
int shutdown( SOCKET s, int how)則是禁止在指定的socket s上禁止進(jìn)行由how指定的操作，但并不對資源進(jìn)行回收，shutdown之后而closesocket之前s還不能再次connect或者 WSAConnect.
int WSASendDisconnect( SOCKET s, LPWSABUF lpOutboundDisconnectData)則和shutdown基本類似，稍有不同的就是WSASendDisconnect函數(shù)多了一個(gè)lpOutboundDisconnectData參數(shù)，可以允許發(fā)送“斷開數(shù)據(jù)”（disconnect data）.但MSDN上寫了“The native implementation of TCP/IP on Windows does not support disconnect data.”，所以一般我們就用shutdown函數(shù)就行了。
3. Socket的優(yōu)雅關(guān)閉
在MSDN中對shutdown函數(shù)中的Remarks部分有下面一段話，指出了如何進(jìn)行一次優(yōu)雅的slcket關(guān)閉:
To assure that all data is sent and received on a connected socket before it is closed, an application should use shutdown to close connection before calling closesocket. For example, to initiate a graceful disconnect:
1. Call WSAAsyncSelect to register for FD_CLOSE notification.
2. Call shutdown with how=SD_SEND.
3. When FD_CLOSE received, call recv until zero returned, or SOCKET_ERROR.
4. Call closesocket.
closesocket的行為也是隨setsockopt()中參數(shù)的不同而有不同的表現(xiàn)，這里影響它的行為的主要就是那個(gè)linger結(jié)構(gòu)。
SO_DONTLINGER 若為真，則SO_LINGER選項(xiàng)被禁止。
SO_LINGER 延遲關(guān)閉連接 struct linger
上面這兩個(gè)選項(xiàng)影響close行為
選項(xiàng) 間隔 關(guān)閉方式 等待關(guān)閉與否
SO_DONTLINGER 不關(guān)心 優(yōu)雅 否
SO_LINGER 零 強(qiáng)制 否
SO_LINGER 非零 優(yōu)雅 是
若設(shè)置了SO_LINGER（亦即 linger結(jié)構(gòu)中的l_onoff域設(shè)為非零），并設(shè)置了零超時(shí)間隔，則closesocket()不被阻塞立即執(zhí)行，不論是否有排隊(duì)數(shù)據(jù)未發(fā)送或未被確認(rèn)。這種關(guān)閉方式稱為“強(qiáng)制”或“失效”關(guān)閉，因?yàn)樘捉涌诘奶撾娐妨⒓幢粡?fù)位，且丟失了未發(fā)送的數(shù)據(jù)。在遠(yuǎn)端的recv()調(diào)用將以 WSAECONNRESET出錯(cuò)。
若設(shè)置了SO_LINGER并確定了非零的超時(shí)間隔，則closesocket()調(diào)用阻塞進(jìn)程，直到所剩數(shù)據(jù)發(fā)送完畢或超時(shí)。這種關(guān)閉稱為“優(yōu)雅的”關(guān)閉。請注意如果套接口置為非阻塞且SO_LINGER設(shè)為非零超時(shí)，則closesocket()調(diào)用將以 WSAEWOULDBLOCK錯(cuò)誤返回。
若在一個(gè)流類套接口上設(shè)置了SO_DONTLINGER（也就是說將linger結(jié)構(gòu)的l_onoff 域設(shè)為零），則closesocket()調(diào)用立即返回。但是，如果可能，排隊(duì)的數(shù)據(jù)將在套接口關(guān)閉前發(fā)送。請注意，在這種情況下WINDOWS套接口實(shí)現(xiàn)將在一段不確定的時(shí)間內(nèi)保留套接口以及其他資源，這對于想用所以套接口的應(yīng)用程序來說有一定影響。
所以一般來說，不應(yīng)該把linger設(shè)置為SO_LINGER 并且設(shè)置timeout為0，這樣的話，當(dāng)本地主機(jī)調(diào)用closesocket時(shí)將會(huì)造成一個(gè)“強(qiáng)制”或“失效”的非優(yōu)雅關(guān)閉?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況設(shè)置為另外兩種情況。
