TCP如何关闭连接（详细版）

关闭连接的⽅式通常有两种，分别是 RST 报⽂关闭和 FIN 报⽂关闭。
如果进程异常退出了，内核就会发送 RST 报⽂来关闭，它可以不⾛四次挥⼿流程，是⼀个暴⼒关闭连接的⽅式。
安全关闭连接的⽅式必须通过四次挥⼿，它由进程调⽤ close 和 shutdown 函数发起 FIN 报⽂（ shutdown 参数须传⼊ SHUT_WR 或者 SHUT_RDWR 才会发送 FIN ）。
1 、 close 和 shutdown 有什么区别
调⽤了 close 函数意味着完全断开连接，完全断开不仅指⽆法接收数据，⽽且也不能发送数据。
此时，调⽤了 close 函数的⼀⽅的连接叫做「孤⼉连接」，如果你⽤ netstat -p 命令，会发现连接对应的进程名为空。
使⽤ close 函数关闭连接是不优雅的。于是，就出现了⼀种优雅关闭连接的 shutdown 函数，它可以控制只关闭⼀个⽅向的连接

其中第⼆个参数决定断开连接的⽅式，主要有三种：
（ 1 ） SHUT_RD(0)
关闭连接的「读」这个⽅向 ，如果接收缓冲区有已接收的数据，则将会被丢弃，并且后续再收到新的数据，会对数据进⾏ ACK ，然后悄悄地丢弃。也就是说，对端还是会接收到 ACK ，在这种情况下根本不知道数据已经被丢弃了。
（ 2 ） SHUT_WR(1)
关闭连接的「写」这个⽅向 ，这就是常被称为「半关闭」的连接。如果发送缓冲区还有未发送的数据，将被⽴即发送出去，并发送⼀个 FIN 报⽂给对端。
（ 3 ） SHUT_RDWR(2)
相当于 SHUT_RD 和 SHUT_WR 操作各⼀次，关闭套接字的读和写两个⽅向。
2 、 FIN_WAIT1 状态的优化
如果 FIN_WAIT1 状态连接很多，我们就需要考虑降低 tcp_orphan_retries 的值。当重传次数超过
tcp_orphan_retries 时，连接就会直接关闭掉（即：新增的孤⼉连接将不再⾛四次挥⼿，⽽是直接发送 RST 复位报⽂强制关闭）。
注： tcp_max_orphans 参数，定义了「孤⼉连接」的最⼤数量。
3 、 FIN_WAIT2 状态的优化
当主动⽅收到 ACK 报⽂后，会处于 FIN_WAIT2 状态，就表示主动⽅的发送通道已经关闭，接下来将等待对⽅发送FIN 报⽂，关闭对⽅的发送通道。
这时，如果连接是⽤ shutdown 函数关闭的，主动⽅连接可以⼀直处于 FIN_WAIT2 状态，因为它可能还可以发送或接收数据。
但对于 close 函数关闭的孤⼉连接，由于⽆法再发送和接收数据，所以这个状态不可以持续太久，⽽tcp_fin_timeout 控制了这个状态下连接的持续时⻓，默认值是 60 秒（与 TIME_WAIT 状态持续的时间是相同的）。它意味着对于孤⼉连接（调⽤ close 关闭的连接），如果在 60 秒后还没有收到 FIN 报⽂，连接就会直接关闭。
4 、 TIME_WAIT 状态的优化
TIME_WAIT 的状态尤其重要，主要是两个原因

（ 1 ）防⽌收到历史数据，从⽽导致数据错乱的问题
若 TIME_WAIT 等待时间过短，被延迟的数据包抵达后会发⽣什么呢？

TIME_WAIT 设计为 2MSL ，⾜以让两个⽅向上的数据包都被丢弃，使得原来连接的数据包在⽹络中都⾃然消失，再出现的数据包⼀定都是新建⽴连接所产⽣的。
注：
MSL 全称是 Maximum Segment Lifetime ，它定义了⼀个报⽂在⽹络中的最⻓⽣存时间（报⽂每经过⼀次路由器的转发，IP 头部的 TTL 字段就会减 1 ，减到 0 时报⽂就被丢弃，这就限制了报⽂的最⻓存活时间）。
（ 2 ）为什么是 2 MSL 的时⻓呢？
这其实是相当于⾄少允许报⽂丢失⼀次。⽐如，若 ACK 在⼀个 MSL 内丢失，这样被动⽅ ᯿ 发的 FIN 会在第 2 个 MSL 内到达， TIME_WAIT 状态的连接可以应对。
在 Linux 系统中， MSL 的值固定为 30 秒。
等待⾜够的时间以确保最后的 ACK 能让被动关闭⽅接收，从⽽帮助其正确关闭
（ 3 ）假设 TIME_WAIT 没有等待或等待的时间过短，断开连接会造成什么？

如上图红⾊框框客户端四次挥⼿的最后⼀个 ACK 报⽂如果在⽹络中被丢失了，此时如果客户端 TIMEWAIT 过短或没有，则就直接进⼊了 CLOSE 状态了，那么服务端则会⼀直处在 LAST-ACK 状态。
当客户端发起建⽴连接的 SYN 请求报⽂后，服务端会发送 RST 报⽂给客户端，连接建⽴的过程就会被终⽌。
注：
Linux 提供了 tcp_max_tw_buckets 参数，当 TIME_WAIT 的连接数量超过该参数时，新关闭的连接就不再经历TIME_WAIT ⽽直接关闭。查看系统的 TIME_WAIT 的连接数量：