JavaSocket编程—细说Java Socket中的setSoLinger方法

桃扇骨 2022-05-12 04:14 216阅读 0赞

在Java Socket中，当我们调用Socket的close方法时，默认的行为是当底层网卡所有数据都发送完毕后，关闭连接

通过setSoLinger方法，我们可以修改close方法的行为

1，setSoLinger(true, 0)

当网卡收到关闭连接请求后，无论数据是否发送完毕，立即发送RST包关闭连接

2，setSoLinger(true, delay\_time)

当网卡收到关闭连接请求后，等待delay\_time

如果在delay\_time过程中数据发送完毕，正常四次挥手关闭连接

如果在delay\_time过程中数据没有发送完毕，发送RST包关闭连接

通过测试程序以及抓包文件详细的观察了一下这个方法的行为

客户端代码如下：

package com.test.client; 
        
        import java.io.OutputStream; 
        import java.net.InetSocketAddress; 
        import java.net.Socket; 
        import java.net.SocketAddress; 
        import java.text.SimpleDateFormat; 
        import java.util.Date; 
        
        public class Client { 
        private static int port = 9999; 
        private static String host = “192.168.52.131”; 
        // private static String host = “127.0.0.1”; 
        
        public static SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat( 
        “yy-MM-dd HH:mm:ss.SSS”); 
        
        public static void main(String[] args) throws Exception { 
        Socket socket = new Socket(); 
        // CASE 1 : default setting 
        socket.setSoLinger( false, 0); 
        // CASE 2 : 
        // socket.setSoLinger(true, 0); 
        // CASE 3 : 
        // socket.setSoLinger(true, 1); 
        SocketAddress address = new InetSocketAddress( 
        Client.host, Client.port); 
        socket.connect(address); 
        
        OutputStream output = socket.getOutputStream(); 
        StringBuilder strB = new StringBuilder(); 
        for( int i = 0 ; i < 10000000 ; i++ ){ 
        strB.append( “a”); 
        } 
        byte[] request = strB.toString().getBytes( “utf-8”); 
        System.out.println( “Client before write : “ + sdf.format( new Date())); 
        output.write(request); 
        System.out.println( “Client after write : “ + sdf.format( new Date())); 
        socket.close(); 
        System.out.println( “Client after close : “ + sdf.format( new Date())); 
        } 
        }

服务端代码如下:

package com.test.server; 
        
        import java.io.ByteArrayOutputStream; 
        import java.io.InputStream; 
        import java.net.InetSocketAddress; 
        import java.net.ServerSocket; 
        import java.net.Socket; 
        import java.text.SimpleDateFormat; 
        import java.util.Date; 
        
        public class Server { 
        private static int queueSize = 10; 
        private static int port = 9999; 
        
        public static SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat( 
        "yy-MM-dd HH:mm:ss.SSS"); 
        
        public static void main(String[] args) throws Exception { 
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(); 
        serverSocket.setReuseAddress( true); 
        serverSocket.setReceiveBufferSize( 128* 1024); 
        serverSocket.bind( new InetSocketAddress(Server.port), 
        Server.queueSize); 
        
        Socket socket = null; 
        while( true){ 
        socket = serverSocket.accept(); 
        InputStream input = socket.getInputStream(); 
        ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream(); 
        byte[] buffer = new byte[ 1024]; 
        int length = - 1; 
        Thread.sleep( 10* 1000); 
        System.out.println( "Server before read : " + sdf.format( new Date())); 
        while((length = input.read(buffer)) != - 1){ 
        output.write(buffer, 0, length); 
        } 
        System.out.println( "Server after read : " + sdf.format( new Date())); 
        String req = new String(output.toByteArray(), "utf-8"); 
        System.out.println(req.length()); 
        
        socket.close(); 
        } 
        } 
        }

**CASE 1**

客户端运行结果：

Client before write : 16 -09-01 16 :49 :45.396 
        Client after write : 16 -09-01 16 :49 :55.307 
        Client after close : 16 -09-01 16 :49 :55.307

服务端运行结果：

Server before read : 16 -09-01 16 :49 :55.558 
        Server after read : 16 -09-01 16 :49 :55.680 
        10000000

抓包结果如下：

![Center][]

虽然客户端在16:49:55.307（客户端运行结果）就已经关闭了连接，但是直到16:49:55.680107（抓包文件718行）客户端才发出FIN包开始关闭连接

即底层会等待数据发送完毕才关闭连接

**CASE 2**

客户端运行结果：

Client before write : 16 -09-01 17 :34 :37.019 
        Client after write : 16 -09-01 17 :34 :46.876 
        Client after close : 16 -09-01 17 :34 :46.877

服务端运行结果：

Server before read : 16 -09-01 17 :34 :47.107 
        Exception in thread " main" java .net .SocketException: Connection reset 
        at java .net .SocketInputStream .read( SocketInputStream .java :196) 
        at java .net .SocketInputStream .read( SocketInputStream .java :122) 
        at java .net .SocketInputStream .read( SocketInputStream .java :108) 
        at com .test .server .Server .main( Server .java :34)

抓包结果如下：

![Center 1][]

虽然客户端在17:34:46.877（客户端运行结果）就已经关闭了连接，但是从抓包文件中可以看到，在17:34:47.238493（抓包文件906行），依然有数据从客户端发往服务端

当然代码中的关闭连接请求发送至内核、内核通过驱动控制网卡关闭连接，这一系列操作也需要不少时间，因此关闭连接请求有延迟也是正常的

![Center 2][]

可以看到服务端至接收了9442408字节连接就关闭了

当网卡接收到关闭连接请求后，即便数据并没有完全发送完毕，网卡也会立即关闭连接

此时连接通过客户端发送RST包的方式强行关闭连接，而不是通过TCP的四次挥手方式正常关闭

如果数据能够发送完毕呢？修改一下客户端代码

for( int i = 0 ; i < 100 ; i++ ){ 
        strB.append( "a"); 
        }

然后再次抓包观察

![Center 3][]

可以看到这次所有数据都发送完成

![Center 4][]

但是客户端依然会发送RST包关闭连接

关键问题是，数据能不能全部发送完，这并不是我们能控制的

**CASE 3**

客户端运行结果：

Client before write : 16 -09-01 18 :37 :30.523 
        Client after write : 16 -09-01 18 :37 :40.419 
        Client after close : 16 -09-01 18 :37 :40.424

服务端运行结果：

Server before read : 16 -09-01 18 :37 :40.655 
        Server after read : 16 -09-01 18 :37 :40.786 
        10000000

抓包结果如下：

![Center 5][]

从抓包结果可以看到这里是正常关闭

即当网卡收到关闭连接请求时，等待一段时间，然后关闭连接

如果在等待的过程中，数据发送完毕，则通过四次挥手的方式正常关闭连接，否则和CASE 2一样，通过发送RST包的方式强行关闭连接

有很多地方介绍可以通过setSoLinger方法避免主动关闭方处于time wait状态，其实只有通过直接发送RST包关闭连接，而不是通过正常四次挥手的方式才能避免主动关闭方处于time wait状态，但是从上面的CASE中可以看到，发送RST包的时候，数据有时是不完整的，所以不应该使用这种方式来避免主动关闭方处于time wait状态

[Center]: /images/20220512/065685b5be6745b38e3e80a872024a62.png
[Center 1]: /images/20220512/d9afe245c0234891a21ae36af14f18aa.png
[Center 2]: /images/20220512/9eb9cf42673c48a782bab84ad5326b08.png
[Center 3]: /images/20220512/d476c310e61d49f1884918f44e1fafd9.png
[Center 4]: /images/20220512/3fbb28e5ed984d87bc698e10ee7a20bf.png
[Center 5]: /images/20220512/706a667843954895a0acabe8a5642845.png