TCP（二）

TCP半连接和全连接问题

TCP握手过程详解

如上图所示，关键部分：syns queue（半连接队列）和accept queue（全连接队列）

正常情况下的处理过程如下：

1）当server端收到client发送的SYN后，将连接相关信息放在syns queue中，并回复SYN+ACK；

2）当server端收到client发送的ACK后，将连接相关信息从syns queue中取出并放在accept queue中。

异常情况：

步骤2）中如果accept queue满了，则根据tcp_abort_on_overflow指定的策略执行

　　如果tcp_abort_on_overflow为0，server丢弃client发送的ack，并且在一段时间后再次发送syn+ack给client（即重新走握手的第二步），如果cilent的超时时间比较短，就会出现异常；重试次数由net.ipv4.tcp_synack_retries指定（centos默认5次）；

　　如果tcp_abort_on_overflow为1，server将发送一个reset给client，表示要废掉这次握手过程和连接。此时client应该会出现connection reset by peer异常。

怎么查看队列是否满？

netstat -s

　　该命令查看每个协议的统计数据

netstat -s | egrep "listen"

　　如果看到：XXXX times the listen queue of a socket overflowed 并且XXXX 值在不断增加，就说明有全连接队列偶尔满了。

ss -lnt | grep port

State         Recv-Q      Send-Q        Local Address:Port        Peer Address:Port
LISTEN     0                50                :::9188                            :::*

其中Send-Q为监听9188端口的全连接队列最大为50，Recv-Q表示全连接队列中和等待进入全连接的数量。

全连接队列的大小取决于：min(backlog, somaxconn) . backlog是在socket创建的时候传入的（Java Socket默认为50），somaxconn是一个os级别的系统参数

半连接队列的大小取决于：max(64, /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog)。 不同版本的os会有些差异.

CLOSE-WAIT问题

什么情况下会出现CLOSE-WAIT状态

　　在被动关闭连接时，已经收到对方发来的FIN（并发送了ACK），但还没有发送自己的FIN时，处于CLOSE_WAIT状态。

正常情况下该状态持续的时间应该很短，出现大量close_wait的现象，主要原因是某种情况下对方关闭了socket链接，但是我方忙与读或者写，没有关闭连接。

产生该问题的例子：https://blog.csdn.net/yu616568/article/details/44677985

　　首先，我这边的大部分请求都需要查询数据库，我的数据库连接池设置的最大连接数是100，所以每一个请求创建了一个连接，等到100个请求就把连接池占满了，但是处理servlet的那个线程并没有释放这个连接，于是接下来的请求再去创建数据库连接的时候就会一直阻塞在那里，这里我所用的是DBCP作为连接池的，它的实现好像是使用apache的objectPool来实现的，如果没有可用的连接对象会导致线程等待，好了，servlet由于得不到数据库连接而阻塞了，这个客户端的请求就一直等待，客户端使用httpclient设置了5s的请求超时时间，那么超时之后就会抛出异常，关闭连接，关闭连接导致客户端发送了FIN报文，我这边的TCP/IP返回了ACK报文，但是由于处理请求的线程还处于阻塞的状态，所以当前的连接状态时CLOSE_WAIT。

解决方法
基本的思想就是要检测出对方已经关闭的socket，然后关闭它

1.代码需要判断socket，一旦read返回0，断开连接，read返回负，检查一下errno，如果不是AGAIN，也断开连接。(注:在UNP 7.5节的图7.6中，可以看到使用select能够检测出对方发送了FIN，再根据这条规则就可以处理CLOSE_WAIT的连接)
2.给每一个socket设置一个时间戳last_update，每接收或者是发送成功数据，就用当前时间更新这个时间戳。定期检查所有的时间戳，如果时间戳与当前时间差值超过一定的阈值，就关闭这个socket。
3.使用一个Heart-Beat线程，定期向socket发送指定格式的心跳数据包，如果接收到对方的RST报文，说明对方已经关闭了socket，那么我们也关闭这个socket。
4.设置SO_KEEPALIVE选项，并修改内核参数

TCP协议在带宽利用率、性能方面的优化

delay ack

　　

Nagle算法

参考资料

服务器TIME_WAIT和CLOSE_WAIT详解和解决办法

CLOSE_WAIT状态的原因与解决方法

关于TCP 半连接队列和全连接队列

就是要你懂 TCP | 最经典的TCP性能问题