C語(yǔ)言中出現(xiàn)CLOSE_WAIT狀態(tài)怎么解決

這篇文章主要講解了“C語(yǔ)言中出現(xiàn)CLOSE_WAIT狀態(tài)怎么解決”，文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來(lái)研究和學(xué)習(xí)“C語(yǔ)言中出現(xiàn)CLOSE_WAIT狀態(tài)怎么解決”吧！

說(shuō)起CLOSE_WAIT狀態(tài)，如果不知道的話，還是先瞧一下TCP的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖吧。

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(cè)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。將關(guān)閉部分的狀態(tài)轉(zhuǎn)移摘出來(lái)，就得到了下圖：

產(chǎn)生原因
通過(guò)圖上，我們來(lái)分析，什么情況下，連接處于CLOSE_WAIT狀態(tài)呢？
在被動(dòng)關(guān)閉連接情況下，在已經(jīng)接收到FIN，但是還沒(méi)有發(fā)送自己的FIN的時(shí)刻，連接處于CLOSE_WAIT狀態(tài)。
通常來(lái)講，CLOSE_WAIT狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)該很短，正如SYN_RCVD狀態(tài)。但是在一些特殊情況下，就會(huì)出現(xiàn)連接長(zhǎng)時(shí)間處于CLOSE_WAIT狀態(tài)的情況。

出現(xiàn)大量close_wait的現(xiàn)象，主要原因是某種情況下對(duì)方關(guān)閉了socket鏈接，但是我方忙與讀或者寫(xiě)，沒(méi)有關(guān)閉連接。代碼需要判斷socket，一旦讀到0，斷開(kāi)連接，read返回負(fù)，檢查一下errno，如果不是AGAIN，就斷開(kāi)連接。

參考資料4中描述，通過(guò)發(fā)送SYN-FIN報(bào)文來(lái)達(dá)到產(chǎn)生CLOSE_WAIT狀態(tài)連接，沒(méi)有進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)。不過(guò)個(gè)人認(rèn)為協(xié)議棧會(huì)丟棄這種非法報(bào)文，感興趣的同學(xué)可以測(cè)試一下，然后把結(jié)果告訴我;-)

為了更加清楚的說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，我們寫(xiě)一個(gè)測(cè)試程序，注意這個(gè)測(cè)試程序是有缺陷的。
只要我們構(gòu)造一種情況，使得對(duì)方關(guān)閉了socket，我們還在read，或者是直接不關(guān)閉socket就會(huì)構(gòu)造這樣的情況。

server.c:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <netinet/in.h>
 
#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 8000
 
int main(void)
{
    struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
    socklen_t cliaddr_len;
    int listenfd, connfd;
    char buf[MAXLINE];
    char str[INET_ADDRSTRLEN];
    int i, n;
 
    listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 
        int opt = 1;
        setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
 
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
    
    bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
 
    listen(listenfd, 20);
 
    printf("Accepting connections ...\n");
    while (1) {
        cliaddr_len = sizeof(cliaddr);
        connfd = accept(listenfd, 
                (struct sockaddr *)&cliaddr, &cliaddr_len);
        //while (1) 
                {
            n = read(connfd, buf, MAXLINE);
            if (n == 0) {
                printf("the other side has been closed.\n");
                break;
            }
            printf("received from %s at PORT %d\n",
                   inet_ntop(AF_INET, &cliaddr.sin_addr, str, sizeof(str)),
                   ntohs(cliaddr.sin_port));
    
            for (i = 0; i < n; i++)
                buf[i] = toupper(buf[i]);
            write(connfd, buf, n);
        }
        //這里故意不關(guān)閉socket,或者是在close之前加上一個(gè)sleep都可以
        //sleep(5);
        //close(connfd);
    }
}

client.c:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
 
#define MAXLINE 80
#define SERV_PORT 8000
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    struct sockaddr_in servaddr;
    char buf[MAXLINE];
    int sockfd, n;
    char *str;
    
    if (argc != 2) {
        fputs("usage: ./client message\n", stderr);
        exit(1);
    }
    str = argv[1];
    
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 
    bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr.sin_addr);
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
    
    connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
 
    write(sockfd, str, strlen(str));
 
    n = read(sockfd, buf, MAXLINE);
    printf("Response from server:\n");
    write(STDOUT_FILENO, buf, n);
    write(STDOUT_FILENO, "\n", 1);
 
    close(sockfd);
    return 0;
}

結(jié)果如下：

debian-wangyao:~$ ./client a
Response from server:
A
debian-wangyao:~$ ./client b
Response from server:
B
debian-wangyao:~$ ./client c
Response from server:
C
debian-wangyao:~$ netstat -antp | grep CLOSE_WAIT
(Not all processes could be identified, non-owned process info
 will not be shown, you would have to be root to see it all.)
tcp        1      0 127.0.0.1:8000          127.0.0.1:58309         CLOSE_WAIT  6979/server     
tcp        1      0 127.0.0.1:8000          127.0.0.1:58308         CLOSE_WAIT  6979/server     
tcp        1      0 127.0.0.1:8000          127.0.0.1:58307         CLOSE_WAIT  6979/server

解決方法
基本的思想就是要檢測(cè)出對(duì)方已經(jīng)關(guān)閉的socket，然后關(guān)閉它。

1.代碼需要判斷socket，一旦read返回0，斷開(kāi)連接，read返回負(fù)，檢查一下errno，如果不是AGAIN，也斷開(kāi)連接。(注:在UNP 7.5節(jié)的圖7.6中，可以看到使用select能夠檢測(cè)出對(duì)方發(fā)送了FIN，再根據(jù)這條規(guī)則就可以處理CLOSE_WAIT的連接)

2.給每一個(gè)socket設(shè)置一個(gè)時(shí)間戳last_update，每接收或者是發(fā)送成功數(shù)據(jù)，就用當(dāng)前時(shí)間更新這個(gè)時(shí)間戳。定期檢查所有的時(shí)間戳，如果時(shí)間戳與當(dāng)前時(shí)間差值超過(guò)一定的閾值，就關(guān)閉這個(gè)socket。

3.使用一個(gè)Heart-Beat線程，定期向socket發(fā)送指定格式的心跳數(shù)據(jù)包，如果接收到對(duì)方的RST報(bào)文，說(shuō)明對(duì)方已經(jīng)關(guān)閉了socket，那么我們也關(guān)閉這個(gè)socket。

4.設(shè)置SO_KEEPALIVE選項(xiàng)，并修改內(nèi)核參數(shù)

前提是啟用socket的KEEPALIVE機(jī)制：
//啟用socket連接的KEEPALIVE
int iKeepAlive = 1;
setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void *)&iKeepAlive, sizeof(iKeepAlive));

tcp_keepalive_intvl (integer; default: 75; since Linux 2.4)
The number of seconds between TCP keep-alive probes.

tcp_keepalive_probes (integer; default: 9; since Linux 2.2)
The  maximum  number  of  TCP  keep-alive  probes  to  send before giving up and killing the connection if no response is obtained from the other end.

tcp_keepalive_time (integer; default: 7200; since Linux 2.2)
The number of seconds a connection needs to be idle before TCP begins sending out  keep-alive  probes.   Keep-alives  are only  sent when the SO_KEEPALIVE socket option is enabled.  The default value is 7200 seconds (2 hours).  An idle connec‐tion is terminated after approximately an additional 11 minutes (9 probes an interval of 75  seconds  apart)  when  keep-alive is enabled.

echo 120 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time
echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes

除了修改內(nèi)核參數(shù)外，可以使用setsockopt修改socket參數(shù)，參考man 7 socket。

int KeepAliveProbes=1;
int KeepAliveIntvl=2;
int KeepAliveTime=120;
setsockopt(s, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPCNT, (void *)&KeepAliveProbes, sizeof(KeepAliveProbes));
setsockopt(s, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPIDLE, (void *)&KeepAliveTime, sizeof(KeepAliveTime));
setsockopt(s, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPINTVL, (void *)&KeepAliveIntvl, sizeof(KeepAliveIntvl));

感謝各位的閱讀，以上就是“C語(yǔ)言中出現(xiàn)CLOSE_WAIT狀態(tài)怎么解決”的內(nèi)容了，經(jīng)過(guò)本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)C語(yǔ)言中出現(xiàn)CLOSE_WAIT狀態(tài)怎么解決這一問(wèn)題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！