nginx 的socket 选项处理--TCP_DEFER_ACCEPT

在nginx listen配置项的说明中有一个选项：

deferred -- indicates to use that postponed accept(2) on Linux with

. the aid of option TCP_DEFER_ACCEPT. 我们知道通常影响服务端性能的四大原因有：内存拷贝、内存分配、系统调用，进程切换。而nginx的deffered选项的作用是用来降低服务端进行epoll_ctl、epoll_wait（linux下）的次数（系统调用）和降低服务端保持的连接句柄数，从而提高服务端处理性能的设置。设置这个选项以后只有客户端有数据到达时才被epoll_wait监听到，再去accept和处理连接数据。

void
ngx_event_accept(ngx_event_t *ev)
{
    ......
        if (ev->deferred_accept) {
            rev->ready = 1;
#if (NGX_HAVE_KQUEUE)
            rev->available = 1;
#endif
        }
        ls->handler(c);
    ......
}

而ls->handler在ngx_http_add_listening中被初始化为 ls->handler = ngx_http_init_connection，那么继续看

void
ngx_http_init_connection(ngx_connection_t *c)
{
    ......
    if (rev->ready) {
        /* the deferred accept(), rtsig, aio, iocp */
        if (ngx_use_accept_mutex) {
            ngx_post_event(rev, &ngx_posted_events);
            return;
        }
    ......
}

在ngx_http_init_connection中就将接收到的事件放到posted队列中等待线程的处理。而在为设置deferred 选项时，这个操作是要我们在将接收到的连接epoll_ctl（ADD）之后再epoll_wait探测到EPOLLIN事件时才做这个处理的，从这里看我们就减少了一次epoll_wait该事件的过程，而且等到有数据时才accept，那么和未设置deffered选项时相比减少了accept到有数据之间这段事件服务器维护的一条连接。

但是这个过程时如何实现的呢？

我们知道TCP建立连接时进行三次握手协议，即客户端发送sync，服务端sync、ack，客户端ack即连接建立，这个时候服务端就对这个连接句柄进行accept。而查查TCP_DEFER_ACCEPT这个选项，可以了解到在tcp_check_req中有如下代码：

struct sock *tcp_check_req(struct sock *sk,struct sk_buff *skb,
             struct request_sock *req,
             struct request_sock **prev)
{
       ......
        /* If TCP_DEFER_ACCEPT is set, drop bare ACK. */
        if (inet_csk(sk)->icsk_accept_queue.rskq_defer_accept &&
         TCP_SKB_CB(skb)->end_seq == tcp_rsk(req)->rcv_isn + 1) {//如果选项设置了，并且是裸
                                                                   ack，丢弃该ack；选项值得默
                                                                   认为1
            inet_rsk(req)->acked = 1;
            return NULL;
        }
        child = inet_csk(sk)->icsk_af_ops->syn_recv_sock(sk, skb,
                                 req, NULL);//如果非裸ack或没设置选项则建立连接（req从半连接
                                              队列到连接队列及tcp状态变为ESTABLISHED）
        ......
}

TCP在处理链接请求时，服务器发送sync，ack后，处理客户端来的数据时，如果客户端只是对服务端的sync的ack那么则丢弃对这个裸ack，而直到有数据一起到来时再将tcp状态转换为ESTABLISHED，服务器端才对这个监听的句柄进行accept处理。

当然在服务端丢弃裸ack后就破坏了tcp的三次握手协议的过程，针对这个内核使用的是一个 超时重传sync、ack的机制，其以一个2的等比数列的方式进行重传。这部分具体的处理，请参考内核tcp协议栈的实现部分。