Linux網路程式設計中,socket的選項很多.其中幾個比較重要的選項有:SO_LINGER(僅僅適用於TCP,SCTP), SO_REUSEADDR.

• SO_LINGER

在預設情況下,當呼叫close關閉socke的使用,close會立即返回,但是,如果send buffer中還有資料,系統會試著先把send buffer中的資料傳送出去,然後close才返回.

SO_LINGER選項則是用來修改這種預設操作的.與SO_LINGER相關聯的一個結構體如下:

1. #include <sys/socket.h>
2. struct
   linger { 
3.       int l_onoff    //0=off, nonzero=on(開關)
4.       int l_linger   //linger time(延遲時間)
5. } 

當呼叫setsockopt之後,該選項產生的影響取決於linger結構體中 l_onoff和l_linger的值:

1、0 = l_onoff

       當l_onoff被設定為0的時候,將會關閉SO_LINGER選項,即TCP或則SCTP保持預設操作:close立即返回.l_linger值被忽略.

2、l_lineoff值非0，0 = l_linger

       當呼叫close的時候,TCP連線會立即斷開.send buffer中未被髮送的資料將被丟棄,並向對方傳送一個RST資訊.值得注意的是，由於這種方式，是非正常的4中握手方式結束TCP連結，所以，TCP連線將不會進入TIME_WAIT狀態，這樣會導致新建立的可能和就連線的資料造成混亂。具體原因詳見我的上一篇文章《linux 網路程式設計之TIME_WAIT狀態》

3、l_onoff和l_linger都是非0

       在這種情況下，回事的close返回得到延遲。呼叫close去關閉socket的時候，核心將會延遲。也就是說，如果send buffer中還有資料尚未傳送，該程序將會被休眠直到一下任何一種情況發生：

1)    send buffer中的所有資料都被髮送並且得到對方TCP的應答訊息（這種應答並不是意味著對方應用程式已經接收到資料，在後面shutdown將會具體講道）
2)    延遲時間消耗完。在延遲時間被消耗完之後，send buffer中的所有資料都將會被丟棄。

上面1),2)兩種情況中，如果socket被設定為O_NONBLOCK狀態，程式將不會等待close返回，send buffer中的所有資料都將會被丟棄。所以，需要我們判斷close的返回值。在send buffer中的所有資料都被髮送之前並且延遲時間沒有消耗完，close返回的話，close將會返回一個EWOULDBLOCK的error.

下面用幾個例項來說明：

A.    Close預設操作：立即返回

此種情況，close立即返回，如果send buffer中還有資料，close將會等到所有資料被髮送完之後之後返回。由於我們並沒有等待對方TCP傳送的ACK資訊，所以我們只能保證資料已經發送到對方，我們並不知道對方是否已經接受了資料。由於此種情況，TCP連線終止是按照正常的4次握手方式，需要經過TIME_WAIT。

   B.    l_onoff非0，並且使之l_linger為一個整數

在這種情況下，close會在接收到對方TCP的ACK資訊之後才返回(l_linger消耗完之前)。但是這種ACK資訊只能保證對方已經接收到資料，並不保證對方應用程式已經讀取資料。

C.    l_linger設定值太小

這種情況，由於l_linger值太小，在send buffer中的資料都發送完之前，close就返回，此種情況終止TCP連線，更l_linger = 0類似，TCP連線終止不是按照正常的4步握手，所以，TCP連線不會進入TIME_WAIT狀態，那麼，client會向server傳送一個RST資訊.

D.    Shutdown，等待應用程式讀取資料

同上面的B進行對比，呼叫shutdown後緊接著呼叫read,此時read會被阻塞,直到接收到對方的FIN,也就是說read是在server的應用程式呼叫close之後才返回的。當server應用程式讀取到來自client的資料和FIN之後，server會進入一個叫CLOSE_WAIT，關於CLOSE_WAIT，詳見我的部落格《 Linux 網路程式設計 之 TCP狀態轉換》 。那麼，如果server端要斷開該TCP連線，需要server應用程式呼叫一次close，也就意味著向client傳送FIN。這個時候，說明server端的應用程式已經讀取到client傳送的資料和FIN。read會在接收到server的FIN之後返回。所以，shutdown 可以確保server端應用程式已經讀取資料了，而不僅僅是server已經接收到資料而已。

shutdown引數如下:

SHUT_RD:呼叫shutdown的一端receive buffer將被丟棄掉,無法接受資料,但是可以傳送資料,send buffer的資料可以被髮送出去

SHUT_WR:呼叫shutdown的一端無法傳送資料,但是可以接受資料.該引數表示不能呼叫send.但是如果還有資料在send buffer中,這些資料還是會被繼續傳送出去的.

• SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT

最近,看到CSDN的linux版塊,有人提問,說為什麼server程式重啟之後,無法連線,需要過一段時間才能連線上.我想對於這個問題,有兩種可能:一種可能就是該server一直停留在TIME_WAIT狀態.這個時候,需要等待2MSL的時間才能重新連線上,具體細節原因請見我的另一篇文章《linux 網路程式設計之TIME_WAIT狀態》

另一種可能就是SO_REUSEADDR引數設定問題.關於TIME_WAIT的我就不在這裡重述了,這裡我講一講SO_REUSEADDR.

• SO_REUSEADDR允許一個server程式listen監聽並bind到一個埠,既是這個埠已經被一個正在執行的連線使用了.

我們一般會在下面這種情況中遇到:

1. 一個監聽(listen)server已經啟動
2. 當有client有連線請求的時候,server產生一個子程序去處理該client的事物.
3. server主程序終止了,但是子程序還在佔用該連線處理client的事情.雖然主程序終止了,但是由於子程序沒有終止,該socket的引用計數不會為0，所以該socket不會被關閉.
4. server程式重啟.

預設情況下,server重啟,呼叫socket,bind,然後listen,會失敗.因為該埠正在被使用.如果設定SO_REUSEADDR,那麼server重啟才會成功.因此,所有的TCP server都必須設定此選項,用以應對server重啟的現象.

• SO_REUSEPORT允許同一個埠上繫結多個IP.只要這些IP不同.另外,還可以在繫結IP萬用字元.但是最好是先繫結確定的IP,最後繫結萬用字元IP.以免系統拒絕.簡而言之,SO_REUSEPORT允許多個server繫結到同一個port上,只要這些server指定的IP不同,但是SO_REUSEPORT需要在bind呼叫之前就設定.在TCP中,不允許建立起一個已經存在的相同的IP和埠的連線.但是在UDP中,是允許的.