优雅关闭以及如何检测对端已经关闭

1. 什么是优雅关闭

• 一种情况是在多进程并发时，假设客户端有两个进程，父进程和子进程，子进程是在父进程和服务器建立连接之后fork出来的，我们期望实现这样的功能：
  子进程将数据写入套接字后close，并退出，服务端接收完数据，直到检测到EOF，也关闭连接，并退出，接着父进程读取完服务端响应的数据，也退出，但如果子进程使用close的话，并不会发生4次挥手的过程，只是引用计数减1，服务端是接收不到EOF的，这时就需要使用优雅关闭了。
• 还有一种情况，是说保持连接的某一端想关闭连接了，但它需要确保要发送的数据全部发送完毕以后才调用close，此种情况下也需要使用优雅关闭；
  下面我们就来看看怎么优雅的关闭一个socket。

2. 如何优雅关闭

2.1 使用shutdown函数

2.1.1 shutdown函数定义

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

how有三种选项，如下：

• SHUT_RD(0) 调用shutdown的那一端不允许再从s上接收数据(另外一端不允许再发送)；
• SHUT_WR(1) 调用shutdown的那一端不允许再往s上发送数据(另外一端不允许再接收)；
• SHUT_RDWR(2) 调用shutdown的那一端不允许在s上进行发送和接收数据；

返回值：

• 0 成功
• -1 失败

返回-1时errno值如下：

• EBADF 表示s不是一个有效的描述符；
• ENOTCONN 表示socket还未连接
• ENOTSOCK 表示s是一个文件描述符，但不是socket描述符；

2.1.2 使用shutdown

接上面第一种情况，其实要让服务端接收到EOF很简单，我们需要使用如下代码：

shutdown(s, SHUT_WR); //就是说不会再有人往s上写数据了，那么服务端读取时自然就会读到EOF

2.1.3 shutdown和close区别

• close函数会关闭套接字，如果有其他进程共享，那么这个套接字仍然是打开的，可以读写，并不会发生四次挥手；
• shutdown则会根据how选项切断进程共享的套接字的该功能，比如所有试图读的进程都会接收到EOF标识，所有试图写的进程将会检测到SIGPIPE信号；

注意：showdown后仍然要调用close关闭socket

2.2 使用so_linger

2.2.1 代码例子

struct linger ling;
ling.l_onoff = 1;
ling.l_linger = 0;
setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_LINGER, (char*)&ling, sizeof(ling));
close(fd);

结构体struct linger如下：
struct linger{
int l_onoff;
int l_linger;
};
有以下三种设置情况：

• l_onoff为0，则l_linger忽略，此种情况相当于SO_LINGER没有使用一样，即等于内核默认情况，close调用会立即返回，可能会也可能不会传输未发送的数据；
• l_onoff为非0，l_linger为0，则close关闭时tcp将丢弃保留在发送缓冲区中的任何数据并发送一个RST给对方，不会再有四次挥手；
• l_onoff为非0，l_linger为非0，此时close关闭时内核将会拖延一段时间，如果发送缓冲区中还有数据，进程将处于阻塞状态，直到缓冲区中所有数据发送完成并被对方确认，之后再进行正常的四次挥手。此种情况下，检查close的返回值是很重要的，因为如果数据发送完成前超时，close将返回EWOULDBLOCK错误并且套接口发送缓冲区中数据都会丢失。close如果成功返回，则说明对方已对发送的数据进行了确认，但却并不知道应用程序是否已读取了数据。并且如果套接口是非阻塞的，它将不等待close完成。

注意：内核拖延的时间取决于l_linger的值，阻塞时间超过该值就会发生超时

3. 如何检测对端已经关闭

• 一是使用read返回值，如果返回0，并且errno=EAGAIN，则说明连接被对方关闭
• 使用心跳包，长时间没有接到心跳包时，说明连接断开
• 使用getsockopt判断连接状态，若是TCP_ESTABLISHED，则说明连接未断开，否则说明连接断开；

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