關於close和shutdown
我們知道TCP是全雙工的，可以在接收數據的同時發送數據。
假設有主機A在和主機B通信，可以認為是在兩者之間存在兩個管道。就像這樣：
A ---------> B
A <--------- B
1.close
close可以用來關閉一個文件描述符。也就可以用來關閉一個套接字。
當關閉一個套接字時，該套接字不能再由調用進程使用。如果調用進程再去read、write就會出錯。
我們知道關閉一個socket描述符時，會給對方發送一個FIN數據段。比如在主機A中close了與主機B通信的sockA。相當於終止了全雙工的那兩個管道。而從傳輸層來看，TCP會嘗試將目前發送緩沖區中積壓的數據發到鏈路層上，然後才會發起TCP的4次揮手以徹底關閉TCP連接。
之後在主機A中就不能用sockA來接收數據和發送數據了，同時由於是面向連接的。之前與sockA連接的sockB也收不到數據了。
如果依然通過sockB往主機A上寫數據，開始會觸發一個RST重連包，然後會收到一個SIGPIPE信號。
但是如果存在父子進程共用socket描述符的時候（比如fork了一個子進程），父子進程都有相同數值的文件描述符，且都是打開的。這時候去關閉父進程中的描述符並不會發送FIN包給對方。只有子進程也關閉了才會發送FIN。
原因在於，fork時，父子進程共享著套接字，套接字描述符的引用計數記錄著共享著的進程個數。fork一次時相當於引用計數為2了。這時候去關閉一個，只會讓引用計數減一。只有當引用計數為0時（也就是子進程也close了），才會發送FIN給連接方。
（就有點像windows下的句柄handle，是一個內核對象，當每被打開一次時，引用計數就會加一，CloseHandle時引用計數減一，若引用計數為0時，操作系統會回收這個內核對象）
2.shutdown
也可以用來關閉TCP數據傳輸的一個或兩個方向。
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.
參數：第一個表示socket描述符
第二個表示關閉讀還是寫。具體有三個值：
1）SHUT_WR：關閉讀，表示不能用第一個參數對應的描述符往管道裏面寫數據了。（但是依然可以寫數據）
2）SHUT_RD：關閉寫，不能寫數據了。（依然可以接收數據）
3）SHUT_RDWR：同時關閉讀和寫
3.close和shutdown的區別
1）close只會讓引用計數減一，只有在引用計數減為零的時候才會給對方發送FIN段來斷開連接。而shutdown會直接關閉連接，不受引用計數的限制，這就意味著在多進程中，只有調用了這個關閉了寫端，那麽其他進程也都不能寫了。
2）close會關閉兩端，shutdown可以選擇關閉某個端。（這點非常有用處，比如主機A和B正在通信，A覺得沒數據發送了，想要斷開連接。然後A調用了close，那麽B的數據也將發不過來，但是可以選擇用shutdown關閉寫端，這時候可以接收完B發的數據）
4.實例，用於更好的分析理解shutdown的機制：
client從標準輸入中接收數據發送給server。server用來接收client的數據，並且回射回去。
這裏做一個處理，client發送一次數據之後馬上按下Ctrl+D（會導致fgets返回NULL），然後shutdown寫端(相當於往server發送了FIN段)。server收到數據後，sleep10s再回射回去。
具體關於下面代碼的理解可以參考：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; // 要在這裏移除 } // 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; }
編譯運行：
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 $@ .PHONY:clean clean: rm -f *.o echoser echocli *~
client端運行：
在發送完1111111時馬上按下Ctrl+d，將讀端關閉。然後會發現10s以後還是可以收到server的數據。
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock8_shutdown$ ./echocli port = 8080 Server: port:8080, ip:127.0.0.1 11111111 11111111 server close1 xcy@xcy-virtual-machine:~/test/sock8_shutdown$
server端運行：
server收到數據，10s後發送給client。之後還會read返回0，會認為是client關閉了，然後就把套接字關閉了。最後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狀態：
當按下Ctrl+d時去查看狀態，下面第2行可以看出來client已經變成CLOSE_WAIT狀態了，server變成了FIN_WAIT2.
等10s到了，再去看client變成了TIME_WAIT狀態（要保持2MSL）
具體可以參考：十一種狀態 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:~$
我們可以看出來，client可以關閉寫端，但是還是可以接收到到server發來的數據。
關於close和shutdown