1. SO_REUSEADDR

假如服務端出現故障，主動斷開連接以后，需要等 2 個 MSL 以后才最終釋放這個連接，而服務重啟以后要綁定同一個端口，默認情況下，操作系統的實現都會阻止新的監聽套接字綁定到這個端口上。啟用 SO_REUSEADDR 套接字選項可以解除這個限制。

2. SO_REUSEPORT

默認情況下，一個 IP、端口組合只能被一個套接字綁定，Linux 內核從 3.9 版本開始引入一個新的 socket 選項 SO_REUSEPORT，又稱為 port sharding，允許多個套接字監聽同一個IP 和端口組合。

2.1 多進程網絡模型

• 主進程 + 多個 worker 子進程監聽相同的端口（導致驚群問題）

• 多進程 + REUSEPORT

2.2 驚群問題

多進程/多線程同時監聽同一個套接字，當有網絡事件發生時，所有等待的進程/線程同時被喚醒，但是只有其中一個進程/線程可以處理該網絡事件，其它的進程/線程獲取失敗重新進入休眠。

2.3 accept系統調用的驚群問題

在Linux 2.6之前，會出現驚群問題。而在后面的版本中,引入了WQ_FLAG_EXCLUSIVE 選項解決了 accept 調用的驚群問題。

2.4 epoll系統調用的驚群問題

當有新的網絡事件發生時，阻塞在 epoll_wait 的多個進程同時被喚醒。在這種情況下，epoll 的驚群還是存在的。

2.5 SO_REUSEPORT原理

內核為處于 LISTEN 狀態的 socket 分配了大小為 32 哈希桶。監聽的端口號經過哈希算法運算打散到這些哈希桶中，相同哈希的端口采用拉鏈法解決沖突。

當收到客戶端的 SYN 握手報文以后，會根據目標端口號的哈希值計算出哈希沖突鏈表

對于設置了 SO_REUSEPORT 選項的 socket 經過二次哈希找到對應的 SO_REUSEPORT group，從中隨機選擇一個進行處理。

2.6 SO_REUSEPORT作用

• 內核有數據到來的時候就會把請求均衡的分給不同的socket，也就是不同的線程了，這樣內核可以自動的做到負載均衡
• 支持滾動升級

新啟動一個新版本 v2 ，監聽同一個端口，與 v1 舊版本一起處理請求。

發送信號給 v1 版本的進程，讓它不再接受新的請求

等待一段時間，等 v1 版本的用戶請求都已經處理完畢時，v1 版本的進程退出，留下 v2 版本繼續服務

2.7 SO_REUSEPORT安全性

出于安全性考慮，防止端口劫持

• 只有effective-user-id相同的服務器進程才能監聽同一ip:port
• 只有第一個啟動的進程啟用了 SO_REUSEPORT 選項，后面啟動的進程才可以綁定同一個端口。

3. SO_LINGER

設置函數close()關閉TCP連接時的行為。缺省close()的行為是，如果有數據殘留在socket發送緩沖區中則系統將繼續發送這些數據給對方，等待被確認，然后返回。

SO_LINGER選項使用如下結構：

struct linger {int l_onoff;int l_linger; };

l_onoff為0，則該選項關閉，l_linger的值被忽略，close()用上述缺省方式關閉連接。

l_onoff非0，l_linger為0，close()用下面的a方式關閉連接。

l_onoff非0，l_linger非0，close()用下面的b方式關閉連接。

• a.立即關閉該連接，通過發送RST分組(而不是用正常的FIN|ACK|FIN|ACK四個分組)來關閉該連接。至于發送緩沖區中如果有未發送完的數據，則丟棄。主動關閉一方的TCP狀態則跳過TIMEWAIT，直接進入CLOSED。

• b.將連接的關閉設置一個超時。如果socket發送緩沖區中仍殘留數據，進程進入睡眠，內核進入定時狀態去盡量去發送這些數據。

  在超時之前，如果所有數據都發送完且被對方確認，內核用正常的FIN|ACK|FIN|ACK四個分組來關閉該連接，close()成功返回。

  如果超時之時，數據仍然未能成功發送及被確認，用上述a方式來關閉此連接。close()返回EWOULDBLOCK。

參考文章

深入理解 TCP 協議：從原理到實戰

總結

以上是生活随笔為你收集整理的重学TCP协议（12）SO_REUSEADDR、SO_REUSEPORT、SO_LINGER的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。