关于close和shutdown
我们知道TCP是全双工的，可以在接收数据的同时发送数据。 假设有主机A在和主机B通信，可以认为是在两者之间存在两个管道。就像这样： A ---------> B A <--------- B
1.close close可以用来关闭一个文件描述符。也就可以用来关闭一个套接字。 当关闭一个套接字时，该套接字不能再由调用进程使用。如果调用进程再去read、write就会出错。
我们知道关闭一个socket描述符时，会给对方发送一个FIN数据段。比如在主机A中close了与主机B通信的sockA。相当于终止了全双工的那两个管道。而从传输层来看，TCP会尝试将目前发送缓冲区中积压的数据发到链路层上，然后才会发起TCP的4次挥手以彻底关闭TCP连接。 之后在主机A中就不能用sockA来接收数据和发送数据了，同时由于是面向连接的。之前与sockA连接的sockB也收不到数据了。 如果依然通过sockB往主机A上写数据，开始会触发一个RST重连包，然后会收到一个SIGPIPE信号。
但是如果存在父子进程共用socket描述符的时候（比如fork了一个子进程），父子进程都有相同数值的文件描述符，且都是打开的。这时候去关闭父进程中的描述符并不会发送FIN包给对方。只有子进程也关闭了才会发送FIN。
原因在于，fork时，父子进程共享着套接字，套接字描述符的引用计数记录着共享着的进程个数。fork一次时相当于引用计数为2了。这时候去关闭一个，只会让引用计数减一。只有当引用计数为0时（也就是子进程也close了），才会发送FIN给连接方。 （就有点像windows下的句柄handle，是一个内核对象，当每被打开一次时，引用计数就会加一，CloseHandle时引用计数减一，若引用计数为0时，操作系统会回收这个内核对象）
2.shutdown 也可以用来关闭TCP数据传输的一个或两个方向。 原型：
SYNOPSIS #include <sys/socket.h> int shutdown(int sockfd, int how); DESCRIPTION The shutdown() call causes all or part of a full-duplex connection on the socket associated with sockfd to be shut down. If how is SHUT_RD, further receptions will be disallowed. If how is SHUT_WR, further transmissions will be disallowed. If how is SHUT_RDWR, further recep‐ tions and transmissions will be disallowed. RETURN VALUE On success, zero is returned. On error, -1 is returned, and errno is set appropriately.
参数：第一个表示socket描述符 第二个表示关闭读还是写。具体有三个值： 1）SHUT_WR：关闭读，表示不能用第一个参数对应的描述符往管道里面写数据了。（但是依然可以写数据） 2）SHUT_RD：关闭写，不能写数据了。（依然可以接收数据） 3）SHUT_RDWR：同时关闭读和写
3.close和shutdown的区别 1）close只会让引用计数减一，只有在引用计数减为零的时候才会给对方发送FIN段来断开连接。而shutdown会直接关闭连接，不受引用计数的限制，这就意味着在多进程中，只有调用了这个关闭了写端，那么其他进程也都不能写了。 2）close会关闭两端，shutdown可以选择关闭某个端。（这点非常有用处，比如主机A和B正在通信，A觉得没数据发送了，想要断开连接。然后A调用了close，那么B的数据也将发不过来，但是可以选择用shutdown关闭写端，这时候可以接收完B发的数据）
4.实例，用于更好的分析理解shutdown的机制： client从标准输入中接收数据发送给server。server用来接收client的数据，并且回射回去。 这里做一个处理，client发送一次数据之后马上按下Ctrl+D（会导致fgets返回NULL），然后shutdown写端(相当于往server发送了FIN段)。server收到数据后，sleep10s再回射回去。 具体关于下面代码的理解可以参考：http://www.cnblogs.com/xcywt/p/8087677.html
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<sys/select.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<signal.h>
#define CLIENTCOUNT 100
void sig_recvpipe(int sig)
{
printf("recv pipe = %d\n", sig);
}
int main(int argc, char **argv)
{
signal(SIGPIPE, sig_recvpipe);
int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(listenfd < 0)
{
perror("socket");
return -1;
}
unsigned short sport = 8080;
if(argc == 2)
{
sport = atoi(argv[1]);
}
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
printf("port = %d\n", sport);
addr.sin_port = htons(sport);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
if(bind(listenfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0)
{
perror("bind");
return -2;
}
if(listen(listenfd, 20) < 0)
{
perror("listen");
return -3;
}
struct sockaddr_in connaddr;
int len = sizeof(connaddr);
int i = 0, ret = 0;
int client[CLIENTCOUNT];
for(i = 0; i<CLIENTCOUNT; i++)
client[i] = -1;
fd_set rset;
fd_set allset;
FD_ZERO(&rset);
FD_ZERO(&allset);
FD_SET(listenfd, &allset);
int maxfd = listenfd;
int nready = 0;
char buf[1024] = {0};
while(1)
{
rset = allset;
nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL);
if(nready == -1)
{
perror("select");
return -3;
}
if(nready == 0)
{
continue;
}
if(FD_ISSET(listenfd, &rset))
{
int conn = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&connaddr, &len);
if(conn < 0)
{
perror("accept");
return -4;
}
char strip[64] = {0};
char *ip = inet_ntoa(connaddr.sin_addr);
strcpy(strip, ip);
printf("new client connect, conn:%d,ip:%s, port:%d\n", conn, strip,ntohs(connaddr.sin_port));
FD_SET(conn, &allset);
if(maxfd < conn) // update maxfd
maxfd = conn;
int i = 0;
for(i = 0; i<CLIENTCOUNT; i++)
{
if(client[i] == -1)
{
client[i] = conn;
break;
}
}
if(i == CLIENTCOUNT)
{
printf("to many client connect\n");
exit(0);
}
if(--nready <= 0)
continue;
}
for(i = 0; i < CLIENTCOUNT; i++)
{
if(client[i] == -1)
continue;
if(FD_ISSET(client[i], &rset))
{
ret = read(client[i], buf, sizeof(buf));
if(ret == -1)
{
perror("read");
return -4;
}
else if(ret == 0)
{
printf("client close remove:%d\n", client[i]);
FD_CLR(client[i], &allset);
close(client[i]);
client[i] = -1; // 要在这里移除
}
// fputs(buf, stdout);
printf("Recv client%d:%s", client[i], buf);
sleep(10);
write(client[i], buf, sizeof(buf));
memset(buf, 0, sizeof(buf));
if(--nready <= 0)
continue;
}
}
}
close(listenfd);
return 0;
}client端：
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/select.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
void select_test(int conn)
{
int ret = 0;
fd_set rset;
FD_ZERO(&rset);
int nready;
int maxfd = conn;
int fd_stdin = fileno(stdin);
if(fd_stdin > maxfd)
{
maxfd = fd_stdin;
}
int stdinoff = 0;
int len = 0;
char readbuf[1024] = {0};
char writebuf[1024] = {0};
while(1)
{
FD_ZERO(&rset);
if(!stdinoff)
FD_SET(fd_stdin, &rset);
FD_SET(conn, &rset);
nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL);
if(nready == -1)
{
perror("select");
exit(0);
}
else if(nready == 0)
{
continue;
}
if(FD_ISSET(conn, &rset))
{
ret = read(conn, readbuf, sizeof(readbuf));
if(ret == 0)
{
printf("server close1\n");
break;
}
else if(-1 == ret)
{
perror("read1");
break;
}
fputs(readbuf, stdout);
memset(readbuf, 0, sizeof(readbuf));
}
if(FD_ISSET(fd_stdin, &rset))
{
if(fgets(writebuf, sizeof(writebuf), stdin) == NULL)
{
#if 0
printf("After 5s client exit\n");
close(conn);
sleep(5);
exit(EXIT_FAILURE);
#else
shutdown(conn, SHUT_WR);
stdinoff = 1;
#endif
}
else
{
write(conn, writebuf, sizeof(writebuf));
memset(writebuf, 0, sizeof(writebuf));
}
}
}
close(conn);
}
int sockfd = 0;
int main(int argc, char **argv)
{
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd < 0)
{
perror("socket");
return -1;
}
unsigned short sport = 8080;
if(argc == 2)
{
sport = atoi(argv[1]);
}
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
printf("port = %d\n", sport);
addr.sin_port = htons(sport);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
if(connect(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0)
{
perror("connect");
return -2;
}
struct sockaddr_in addr2;
socklen_t len = sizeof(addr2);
if(getpeername(sockfd, (struct sockaddr*)&addr2, &len) < 0)
{
perror("getsockname");
return -3;
}
printf("Server: port:%d, ip:%s\n", ntohs(addr2.sin_port), inet_ntoa(addr2.sin_addr));
select_test(sockfd);
close(sockfd);
return 0;
}编译运行： makefile：
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -g
LIBS=-lpthread
all:echoser echocli
echoser:server.c
$(CC) $< $(CFLAGS) $(LIBS) -o $@
echocli:client.c
$(CC) $< $(CFLAGS) $(LIBS) -o $@
.PHONY:clean
clean:
rm -f *.o echoser echocli *~client端运行： 在发送完1111111时马上按下Ctrl+d，将读端关闭。然后会发现10s以后还是可以收到server的数据。
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock8_shutdown$ ./echocli
port = 8080
Server: port:8080, ip:127.0.0.1
11111111
11111111
server close1
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock8_shutdown$server端运行： server收到数据，10s后发送给client。之后还会read返回0，会认为是client关闭了，然后就把套接字关闭了。最后client也能收到read返回0。
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock8_shutdown$ ./echoser
port = 8080
new client connect, conn:4,ip:127.0.0.1, port:55852
Recv client4:11111111
client close remove:4
^C
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock8_shutdown$查看TCP状态： 当按下Ctrl+d时去查看状态，下面第2行可以看出来client已经变成CLOSE_WAIT状态了，server变成了FIN_WAIT2. 等10s到了，再去看client变成了TIME_WAIT状态（要保持2MSL） 具体可以参考：十一种状态 http://www.cnblogs.com/xcywt/p/8082428.html
xcy@xcy-virtual-machine:~$ netstat -an | grep 8080
tcp 0 0 127.0.0.1:8080 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 1 0 127.0.0.1:8080 127.0.0.1:55852 CLOSE_WAIT
tcp 0 0 127.0.0.1:55852 127.0.0.1:8080 FIN_WAIT2
xcy@xcy-virtual-machine:~$ netstat -an | grep 8080
tcp 0 0 127.0.0.1:8080 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:55852 127.0.0.1:8080 TIME_WAIT
xcy@xcy-virtual-machine:~$ netstat -an | grep 8080
xcy@xcy-virtual-machine:~$我们可以看出来，client可以关闭写端，但是还是可以接收到到server发来的数据。
![[解读REST] 5.Web的需求 & 推导REST](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-1133882/ongzfn0hld.png)
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