9.close和shutdown函数

打开的套接口总是需要调用close来关闭，这样就能够回收资源。虽然大部分发行版本的linux，至少在我的fedora上面，不执行close，当进程死亡的时候打开的套接口仍然会被回收，但依赖于这点回收的话具有很大的不确定因素，因为不能保证所有的内核都会在进程死亡的时候去回收资源（绝大部分嵌入式系统上不会）。

 

但依靠close来关闭套接口不是一个非常有效的方法。原因一：之前曾经说过，close只是将描述字共享计数减一，只有当共享计数为0的时候，资源才会被回收。原因二是：双方通信存在了很大的不确定因素，譬如说，当server觉得无数据可发，可以close，这不代表client没有数据发送。同样的道理，当client觉得没有数据可发，可以执行close时候，server并不一定没数据可发。

 

当然这2个问题，如果小心控制还是可以解决的，但这并不妨碍shutdown函数出现。对于第一个问题，shutdown函数会触发套接口发送fin包，会关掉套接口，而不关此套接口上有多少个进程在使用。close只是将计数减一，只有减成0时候，才会发送fin包。另一方面，是由于关闭全双工引起，如果没有数据可发，则关闭发送即可，不一定要关闭接受功能，shutdown也提供了关闭的套接的发送或者接受（当然也可以2者都关闭）。先看下API

 

 

int shutdown(int sockfd, int howto);

第一个很好理解，第2个可以取值SHUT_RD, SHUT_WR, SHUT_RDWR也不是很难理解。

 

先看看close的缺陷，只看有关代码

for(;;) {
        int connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)NULL, NULL);
        printf("%d\n", connfd);
        pid_t child_pid;
        if((child_pid = fork()) == 0) {
                char buf[101];
                int n = read(connfd, buf, 100);
                buf[n] = '\0';
                printf("%s", buf);
                close(connfd);
                exit(0);
        }
}

 

服务器端代码。当我们在子进程中调用close(connfd),而父进程没有调用close，我们看看会发生什么情况。

[root@liumengli net]# netstat -a | grep 6584
tcp        0      0 *:6584                      *:*                         LISTEN
tcp        0      0 192.168.1.235:6584          192.168.1.164:51176         CLOSE_WAIT

上面是监听套接口，对于CLOSE_WAIT状态，解释是：client完成通信，发送FIN。server接受并发送ack,进入close_wait状态，虽然子进程执行了close，但父进程没有，所以链接处于CLOSE_WAIT状态，server没有继续发送FIN。（另一个明显的特征是，比如此前描述字如果是3，如果此链接处于close_wait状态，则下一个分配的描述字将会是4。如果一直没有回收，也就是描述字所指向的内存区域没有回收，内存资源就会泄漏）。

 

如果在父进程添加close则出现

[root@liumengli net]# netstat -a | grep 9584
tcp        0      0 *:9584                      *:*                         LISTEN

这时就没有在看见上个链接存在的痕迹，当然也可能会出现，这还得取决于client的代码。当然我们想说明的就是close必须是减到0才会回收链接。

 

当我们把代码缓冲shutdown时候，就会发现即使在不在父进程中添加shutdown，依然可以达到关闭链接的效果，这个自己可以试试，我就不贴了（应该不难）。

 

shutdown的另一方面：

如果当我们执行shutdown(sockfd, SHUT_RD)，对底层协议不会有影响， TCP窗口接受数据，但窗口不改变直至窗口满（所谓窗口不改变，也就是说接受到的数据不会传到应用层，应用程序不会接受到数据），也不会确认数据。对于UDP任何情况下都不会产生ICMP错误包。这些话不好理解，从程序来看到底会发生什么事情。

for(;;) {
        char buf[101];
        int n = read(connfd, buf, 100);
        buf[n] = '\0';
        printf("%s", buf);
        printf("n = %d\n", n);
        if(!n) {
                getchar();
                break;
        }
        if(n == 3) {
                shutdown(connfd, SHUT_RD);
        }
}

代码很简单，服务器循环不断的从套接口中读出数据，当数据长度为3时候，就关闭读。从结果来看，当关闭读以后，就再也不会从套接口中读取数据，即使你再次调用read函数，进程会一直被阻塞在read函数中，不会返回。但查看链接来看

tcp        0      0 *:9784                      *:*                         LISTEN
tcp       15      0 192.168.1.235:9784          192.168.1.164:44679         ESTABLISHED

链接仍然存在，只是没有内核缓冲区的数据没有进入应用程序缓冲区（所谓的窗口是起控制作用，滑动窗口协议是每一个网络的基本教材都会讲到的）。

由此可见shutdown(sockfd, SHUT_RD)只是在内核缓冲区到达应用缓冲区产生影响，不会对链接产生影响。

 

当调用shutdown(sockfd, SHUT_WR)时候，TCP将会发送FIN.

此时如果再次想套接口写入数据，会引发SIGPIPE信号并导致进程终止，但如果是接受数据，则不会出现问题。