socket关闭之close()和shutdown()的差异

我会带着你远行 2022-07-24 12:29 213阅读 0赞

对于一个tcp连接，在c语言里一般有2种方法可以将其关闭：

close(sock_fd);
    // 或者
    shutdown(sock_fd, ...);

多数情况下这2个方法的效果没有区别，可以互换使用。除了：

*  close() 是针对file的操作
 *  shutdown() 是针对socket的操作

unix系统里socket是一个文件，但文件不一定是一个socket;

所以在进入系统调用后和达到协议层前(发出FIN包这一段), close()和shutdown()的行为会有一点差异。

到达协议层以后，close()和shutdown()没有区别。

# 举几个栗子示范下close()和shutdown()的差异 #

下面通过几个例子演示下close()和shutdown()在多线程并发时的行为差异, 我们假设场景是:

*  sock\_fd 是一个blocking mode的socket。
 *  thread-1 正在对sock\_fd进行阻塞的recv()，还没有返回。
 *  thread-2 直接对sock\_fd调用close() 或 shutdown()。
 *  不考虑linger。

## 栗子1: socket阻塞在recv()上, 调用close() ##

在上面的例子里：

*  (1) thread-2 调用close()立即成功返回，这时recv()还在使用sock\_fd。  
    这里因为有另外1个线程thread-1正在使用sock\_fd， 所以只是标记这个sock\_fd为要关闭的。 socket并没有真正关闭。这时recv()还继续处于阻塞读取状态。
 *  (2) close()之后，有些数据到了，recv可以读取并返回了。
 *  (3) recv()收到数据, 正确退出。
 *  (4) rece()结束调用，释放socket的引用，这时底层开始关闭socket的流程。
 *  (5) 再次调用recv()就会得到错误。

> 可以看到，close()没有立即关闭socket的连接，也没有打断等待的recv()。

## 栗子2: socket阻塞在recv()上, 调用shutdown() ##

在上面的例子里：

*  (1) thread-1还在等待sock\_fd, thread-2调用shutdown(), 立即开始关闭socket的流程，发FIN包等。
    
    然后, 内核中tcp\_shutdown中会调用[sock\_def\_wakeup][sock_def_wakeup] 唤醒阻塞在recv()上的thread-1。
 *  (2) 这时recv()阻塞的线程被唤醒等待并立即返回。 返回码是0，表示socket已经关了。

> 可以看到，shutdown()和close()不同， 会立即关闭socket的连接，并唤醒等待的recv()。

以上2个例子的代码  
[close-or-shutdown-recv][]

## 栗子3: socket阻塞在accept()上, 调用shutdown() ##

类似的，对阻塞在accept()上的socket调用shutdown()，accept也会被唤醒:

*  (1) thread-1还在等待sock\_fd, thread-2调用shutdown(), 立即开始关闭socket的流程，发FIN包等。
    
    然后, 内核中tcp\_shutdown中会调用[sock\_def\_wakeup][sock_def_wakeup] 唤醒阻塞在accept()上的thread-1。
 *  (2) 这时在accept()上阻塞的线程被唤醒, 并立即返回。
    
    返回码是-1，errno设置为EINVA。
 *  这里如果thread-2调用的是close(), accept不会被唤醒，如果后面有请求connect进来，还能正确接受并返回。

# 结论 #

*  shutdown() 立即关闭socket;
    
    并可以用来唤醒等待线程;
 *  close() 不一定立即关闭socket(如果有人引用, 要等到引用解除);
    
    不会唤醒等待线程。

现在大部分网络应用都使用nonblocking socket和事件模型如epoll的时候， 因为nonblocking所以没有线程阻塞, 上面提到的行为差别不会体现出来 。

# 注 #

本文并非全文转载，仅为部分转载做为笔记。

# 转自 #

[socket关闭: close()和shutdown()的差异][socket_ close_shutdown]

[sock_def_wakeup]: http://lxr.free-electrons.com/source/net/core/sock.c#L2212
[close-or-shutdown-recv]: http://drmingdrmer.github.io/snippet/close-shutdown/recv.c
[socket_ close_shutdown]: http://drmingdrmer.github.io/tech/programming/network/2015/07/28/close-shutdown.html