TCP TIME_WAIT解决方案 _windows服务取消tcp超时-CSDN博客

写过TCP服务器的人都知道，要解决主动关闭后的TIME_WAIT状态是件很麻烦的事情，如果服务器设置Linger生效且延迟为0秒，则服务器发送给Client的最后一个数据包极可能丢失。Server端TIME_WAIT过多会导致服务器效率急剧下降，Client端TIME_WAIT过多会导致connect to server失败(报WSAEADDRINUSE错误，休息一段时间让部分处于TIME_WAIT状态的句柄超时后又能connect成功到服务器)。

几乎翻遍互联网也没找到比较好的解决方案，其中有老外提出修改TCP/IP协议栈的方案（前几天我也在考虑这个方案的可行性）。

下面给出我的关于解决TIME_WAIT的方案。
首先分析下从ESTABLISHED状态到关闭状态的过程：
只有两种方式： 1，主动关闭socket连接。

2，被动关闭socket连接。

我们知道主动关闭至少会经过TIME_WAIT_1--->TIME_WAIT(2MSL timeout)--->CLOSED
而被动关闭会经过CLOSE_WAIT--->LAST_ACK--->CLOSED

Step 1:

分配SERVER端处理CLIENT并发TCP connection请求的节点数目要大于Client单次select()能发起的最大连接数目。这样SERVER端保证不会有请求得不到临时节点而无法接入到SERVER.

设置新accept接入的句柄reuse address, XSetSocketReuseAddress(),这个是我自己封装的跨平台函数，后面同，大家可以自己用setsockopt()实现。

Step 2:
将新接入的节点压入读检测队列(select or epoll).

Step 3:
有数据到来，读取数据（如果读取长度为0，则说明对方关闭了该TCP connection）。如果读取完毕，准备好回应数据，并压入写检测队列。

Step 4:
检测数据可写，发送数据。如果发送完毕，将TCP connection压入读检测队列（重复Step 2~Step 4以实现长连接J）。

Step 5:
SERVER检测超时节点。
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Step 6:

CLIENT new socket handle，设置Linger生效，且延迟为0秒XSetSocketLinger(),设置为非阻塞模式XSetSocketBlockingMode(),便于快速connect到SERVER ,异步检测是否连接成功。
将句柄压入写检测队列。

Step 7:
如果可写，CLIENT发送请求数据给SERVER，发送完毕将句柄压入读检测队列。

Step 8:
如果有数据可读，则读取数据，读取完毕可以直接关闭连接。

Step 9:
CLIENT检测超时节点。

效果：
D:/vcoutput/Release>SimuCGIClient.exe 172.30.14.13 25000 1000000
usage:SimuCGIClient.exe CacheServerHost Port LoopTimes
total ssuccess query:1000012 in 703 seconds.
1422.49 querys/second.

在windows下向SERVER请求100万个连接，在703seconds内完成响应，平均每秒约能完成1422个TCP并发请求。SERVER,CLIENT均为单线程程序。
在这100万个节点查询过程中，查看服务器和client的协议栈句柄消耗情况：
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Active Connections
Proto Local Address Foreign Address State
TCP WOOKIN-NB:1847 WOOKIN-NB:25000 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:1848 WOOKIN-NB:25000 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:1849 WOOKIN-NB:25000 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:1850 WOOKIN-NB:25000 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:1851 WOOKIN-NB:25000 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:1852 WOOKIN-NB:25000 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:1853 WOOKIN-NB:25000 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:25000 WOOKIN-NB:0 LISTENING
TCP WOOKIN-NB:25000 WOOKIN-NB:1847 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:25000 WOOKIN-NB:1848 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:25000 WOOKIN-NB:1849 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:25000 WOOKIN-NB:1850 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:25000 WOOKIN-NB:1851 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:25000 WOOKIN-NB:1852 ESTABLISHED
TCP WOOKIN-NB:25000 WOOKIN-NB:1853 ESTABLISHED
UDP WOOKIN-NB:microsoft-ds *:*
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只看到LISTENING, ESTABLISHED状态，太漂亮了。接下来我会在Linux环境下进行继续验证。

方案关键点：
将通常情况下应该由SERVER端主动关闭的句柄逆向思维转由CLIENT端主动关闭，则SERVER端socket handle能快速优雅地进入到CLOSED状态。 CLIENT端接收完数据以后采用Linger on延迟0秒的模式，“武断”地关闭client socket handle。其实这种做法一点都不武断，因为CLIENT已经收完数据包，延迟为0关闭句柄并不会造成数据丢失（如果是发送方这样关闭则会造成数据丢失，接收方可以安全快速关闭）。
SERVER端采用支持长连接的方式巧妙地检测到CLIENT关闭socket connection，又能正常支持长短连接.