socket之close与shutdown

一、close
        close函数原型如下：
        int close(int sockfd);
        参数sockfd为套接字描述符，成功返回0，失败返回-1，错误码errno：EBADF表示一个非有效描述符；EINTER表示被信号中断；EIO表示一个IO错误。
        该函数的功能是关闭套接字描述符引用计数，当计数大于0时什么都不干，当计数等于0时触发TCP/IP的四次挥手，即主动关闭方发送FIN。
        比如：在多进程服务器中，父子进程共享套接字描述符，其引用计数为父进程数+子进程数的和，当父进程或其中某个子进程调用close函数时，描述符计数减一，当所有进程都调用close函数后，引用计数减到0，触发TCP/IP四次挥手过程。
        如果在调用close以前，TCP协议栈的发送队列中有已排队等候发送的数据，则协议栈尝试将数据发送出去，发送完毕后根据套接字描述引用计数来决定是否关闭连接。
        如果在调用close以后，且套接字描述符引用计数为0，则在其上调用write或者read函数则会产生错误码为9即EBADF的错误。
        需要注意的是：调用close函数时，TCP协议栈对发送队列中已排队等候发送数据的处理流程受SO_LINGER选项的影响，该选项关联的数据结构如下：
        struct linger{
            int l_onoff;    //0=off，nonzero=on
            int l_linger;    //linger time
        };
        l_onoff是选项开关，如果是0则关闭选项并且忽略参数l_linger，如果是非零则打开选项，默认是0；l_linger是延迟关闭连接时间，只有l_onoff打开时即为非零时，该参数的值才有效。这几个参数与close时TCP协议栈对待发数据的处理流程如下表：

表1 待发数据处理流程

l_onoff	l_linger	close行为	发送队列	TCP协议栈
零	忽略	立即返回	保持直至发送完成	接管套接字并保证将数据发送至对端
非零	零	立即返回	立即放弃	直接发送RST，自身立即复位，不用经过2MSL状态，对端收到复位错误码
非零	非零	阻塞直到l_linger时间超时或数据发送完成(套接字必须设置为阻塞)	在超时时间段内保持尝试发送，若超时则立即放弃	超时则同第二种情况，若发送完成则皆大欢喜

二、shutdown
        shutdown函数原型如下：
        int shutdown(int sockfd, int howto);
        参数sockfd为套接字描述符，howto取值如下：
        （1）SHUT_RD：值为0，关闭连接的读功能。
        （2）SHUT_WR：值为1，关闭连接的写功能。
        （3）SHUT_RDWR：值为2，先关闭连接的读功能，再关闭连接的写功能。
        成功返回0，错误返回-1，错误码errno：EBADF表示一个非有效描述符；ENOTCONN表示在该描述符上未连接；ENOTSOCK表示是一个文件描述符而非套接字描述符。
        shutdown提供了将四次挥手的过程拆分开的可能，需要注意的是，如果调用shutdown时填参数SHUT_WR或者SHUT_RDWR，然后调用write函数则会引发EPIPE/SIGPIPE，因为shutdown以这两个为参数时会发送FIN。

三、区别
1、是否触发四次挥手
close：只是减少套接字描述符的计数，如果计数为0，则触发四次挥手。
shutdown：拆分四次挥手过程，在设置howto参数为SHUT_WR或者SHUT_RDWR时，会立即发送FIN。
2、多进程共享描述符
close：只要描述符计数不为0，没有调用过该函数的进程仍然可以正常收发数据。
shutdown：无论描述符计数是多少，只要任一进程调用该函数都会破坏所有进程的连接，任一进程在该描述符上读取数据都会收到EOF结束符，写数据时会收到SIGPIPE信号。