网络编程（优雅的关闭）网络编程：优雅的关闭

一、close函数 close函数：

int close(int sockfd)

对已连接的套接字执行 close 操作就可以，若成功则为 0，若出错则为 -1。这个函数会对套接字引用计数减一，一旦发现套接字引用计数到 0，就会对套接字进行彻底释放，并且会关闭 TCP 两个方向的数据流。
套接字引用计数是什么意思呢？因为套接字可以被多个进程共享

在输入方向，系统内核会将该套接字设置为不可读，任何读操作都会返回异常。
在输出方向，系统内核尝试将发送缓冲区的数据发送给对端，并最后向对端发送一个 FIN 报文，接下来如果再对该套接字进行写操作会返回异常。
如果对端没有检测到套接字已关闭，还继续发送报文，就会收到一个 RST 报文，告诉对端：“Hi, 我已经关闭了，别再给我发数据了。”

close函数并不能帮助关闭连接的一个方向。
二、shutdown函数 shutdown 函数的原型

int shutdown(int sockfd, int howto)

若成功则为 0，若出错则为 -1
howto参数有三种情况:

SHUT_RD(0)：关闭连接的“读”这个方向，对该套接字进行读操作直接返回 EOF。从数据角度来看，套接字上接收缓冲区已有的数据将被丢弃，如果再有新的数据流到达，会对数据进行 ACK，然后悄悄地丢弃。也就是说，对端还是会接收到 ACK，在这种情况下根本不知道数据已经被丢弃了。
SHUT_WR(1)：关闭连接的“写”这个方向，这就是常被称为“半关闭”的连接。此时，不管套接字引用计数的值是多少，都会直接关闭连接的写方向。套接字上发送缓冲区已有的数据将被立即发送出去，并发送一个 FIN 报文给对端。应用程序如果对该套接字进行写操作会报错。
SHUT_RDWR(2)：相当于 SHUT_RD 和 SHUT_WR 操作各一次，关闭套接字的读和写两个方向。

close函数和shutdown函数的差别第一个差别：close 会关闭连接，并释放所有连接对应的资源，而 shutdown 并不会释放掉套接字和所有的资源。
第二个差别：close 存在引用计数的概念，并不一定导致该套接字不可用；shutdown 则不管引用计数，直接使得该套接字不可用，如果有别的进程企图使用该套接字，将会受到影响。
第三个差别：close 的引用计数导致不一定会发出 FIN 结束报文，而 shutdown 则总是会发出 FIN 结束报文，这在我们打算关闭连接通知对端的时候，是非常重要的。
程序体验差别服务端

#include #include #include #include #include #include #include #include #define MAXLINE 4096 #define SERV_PORT 43211 #define LISTENQ 1024static int count; static void sig_int(int signo) { printf("\nreceived %d datagrams\n", count); exit(0); }int main(int argc, char *argv[]) { int listenfd; listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); struct sockaddr_in server_addr; bzero(&server_addr, sizeof(server_addr)); server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(SERV_PORT); server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); int rt1 = bind(listenfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)); if( rt1 < 0) { perror("bind failed"); return -1; }int rt2 = listen(listenfd, LISTENQ); if(rt2 < 0) { perror("listen failed"); return -1; }signal(SIGINT, sig_int); signal(SIGPIPE, SIG_DFL); int connfd; struct sockaddr_in client_addr; socklen_t client_len = sizeof(client_addr); if((connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_len)) < 0) { perror("accept failed"); return -1; }char message[MAXLINE]; count = 0; for(; ; ) { int n = read(connfd, message, MAXLINE); if(n < 0) { perror("error read"); return -1; } else if(n == 0) { perror("client closed "); return -1; }message[n] = 0; printf("received %d bytes: %s\n", n, message); count++; char send_line[MAXLINE]; sprintf(send_line, "Hi, %s",message); sleep(5); int write_nc = send(connfd, send_line, strlen(send_line), 0); printf("send bytes: %zu \n",write_nc); if(write_nc < 0) { perror("error write"); } }}

服务端：

#include #include #include #include #include #include #include #include #define MAXLINE 4096 #define SERV_PORT 43211int main(int argc, char *argv[]) { if(argc != 2) { perror("usage:graceserver "); return -1; }int socket_fd; socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); struct sockaddr_in server_addr; bzero(&server_addr, sizeof(server_addr)); server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(SERV_PORT); inet_pton(AF_INET, argv[1], &server_addr.sin_addr); socklen_t server_len = sizeof(server_addr); int connect_rt = connect(socket_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, server_len); if(connect_rt < 0) { perror("connect failed"); return -1; }char send_line[MAXLINE],recv_line[MAXLINE+1]; int n; fd_set readmask; fd_set allreads; FD_ZERO(&allreads); FD_SET(0, &allreads); FD_SET(socket_fd, &allreads); for(; ; ) { readmask = allreads; int rc = select(socket_fd+1, &readmask, NULL, NULL, NULL); if(rc <= 0) { perror("select failed"); return -1; } if(FD_ISSET(socket_fd, &readmask)) { n = read(socket_fd, recv_line, MAXLINE); if(n < 0) { perror("read error"); return -1; } else if(n == 0) { perror("server terminated\n"); return -1; }printf("=========="); recv_line[n] = 0; fputs(recv_line, stdout); fputs("\n",stdout); } if(FD_ISSET(0, &readmask)) { if(fgets(send_line, MAXLINE, stdin) != NULL) { if(strncmp(send_line, "shutdown", 8) == 0) { FD_CLR(0, &allreads); if(shutdown(socket_fd, 1)) { perror("shudown failed"); return -1; } } else if(strncmp(send_line, "close", 5) == 0) { FD_CLR(0, &allreads); if(close(socket_fd)) { perror("close failed"); return -1; } sleep(6); exit(0); } else { int i = strlen(send_line); if(send_line[i - 1] == '\n') { send_line[i - 1] = 0; }printf("now sending %s\n",send_line); size_t rt = write(socket_fd, send_line, strlen(send_line)); if(rt < 0) { perror("write failed.."); return -1; } printf("send bytes: %zu \n",rt); } } }}}

运行效果：
close：

文章图片

文章图片

在客户端 close 掉整个连接之后，服务器端接收到 SIGPIPE 信号，直接退出。客户端并没有收到服务器端的应答数据。
shutdown：

文章图片

文章图片

【网络编程（优雅的关闭）】服务器端输出了 data1、data2；客户端也输出了“Hi,data1”和“Hi,data2”，客户端和服务器端各自完成了自己的工作后，正常退出
两者的时序图如下：

文章图片

客户端调用 shutdown 函数只是关闭连接的一个方向，服务器端到客户端的这个方向还可以继续进行数据的发送和接收，所以“Hi,data1”和“Hi,data2”都可以正常传送；当服务器端读到 EOF 时，立即向客户端发送了 FIN 报文，客户端在 read 函数中感知了 EOF，也进行了正常退出。
小结 close 函数只是把套接字引用计数减 1，未必会立即关闭连接；
close 函数如果在套接字引用计数达到 0 时，立即终止读和写两个方向的数据传送。
基于这两点，在期望关闭连接其中一个方向时，应该使用 shutdown 函数。