Question

作为recent question的后续内容，我想知道为什么在没有尝试在TCP套接字上读/写的情况下，Java不可能检测到套接字已被对等端正常关闭？无论是否使用前NIO Socket或NIO SocketChannel，情况似乎都是如此。

当对等体正常关闭TCP连接时，连接两端的TCP堆栈都知道这一事实。服务器端（启动关闭的那个）最终处于状态FIN_WAIT2，而客户端（未明确响应关闭的那个）最终处于状态CLOSE_WAIT。为什么Socket或SocketChannel中没有可以查询TCP堆栈以查看底层TCP连接是否已终止的方法？是不是TCP堆栈没有提供这样的状态信息？或者这是一个设计决定，以避免昂贵的内核调用？

在已经发布了这个问题的答案的用户的帮助下，我想我知道问题可能来自哪里。未明确关闭连接的一方最终处于TCP状态CLOSE_WAIT，这意味着连接正在关闭并等待一方发出自己的CLOSE操作。我认为isConnected返回true而isClosed返回false是公平的，但为什么不存在类似isClosing的内容？

以下是使用pre-NIO套接字的测试类。但是使用NIO可以获得相同的结果。

import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class MyServer {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    final ServerSocket ss = new ServerSocket(12345);
    final Socket cs = ss.accept();
    System.out.println("Accepted connection");
    Thread.sleep(5000);
    cs.close();
    System.out.println("Closed connection");
    ss.close();
    Thread.sleep(100000);
  }
}


import java.net.Socket;

public class MyClient {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    final Socket s = new Socket("localhost", 12345);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      System.out.println("connected: " + s.isConnected() + 
        ", closed: " + s.isClosed());
      Thread.sleep(1000);
    }
    Thread.sleep(100000);
  }
}

当测试客户端连接到测试服务器时，即使服务器启动连接关闭，输出仍保持不变：

connected: true, closed: false
connected: true, closed: false
...

Answer 1

我一直在使用套接字，主要是使用选择器，虽然不是网络OSI专家，但根据我的理解，在Socket上调用shutdownOutput()实际上会在网络上发送一些内容（FIN）唤醒我的选择器另一方面（C语言中的行为相同）。在这里你有检测：实际检测到你尝试时会失败的读取操作。

在您提供的代码中，关闭套接字将关闭输入和输出流，而无法读取可能的数据，从而丢失它们。 Java Socket.close()方法执行“正常”断开连接（与我最初的想法相反），因为输出流中剩余的数据将被发送，然后是FIN 以发出关闭信号。 FIN将由另一方确认，因为任何常规数据包都¹。

如果您需要等待另一方关闭其套接字，则需要等待其FIN。要实现这一点，您必须检测Socket.getInputStream().read() < 0，这意味着您不关闭套接字，因为关闭其{{1} }

从我在C中所做的，现在在Java中，实现这样的同步关闭应该像这样：

关闭套接字输出（在另一端发送FIN，这是此套接字将发送的最后一件事）。输入仍处于打开状态，因此您可以InputStream并检测远程read()

读取套接字close()，直到我们从另一端收到回复FIN（因为它将检测到FIN，它将经历相同的优雅的diconnection过程）。这在某些操作系统上很重要，因为只要其中一个缓冲区仍包含数据，它们就不会实际关闭套接字。它们被称为“幽灵”套接字并在操作系统中使用描述符编号（现代操作系统可能不再是问题）

关闭套接字（通过调用InputStream或关闭其Socket.close()或InputStream）

如以下Java代码段所示：

OutputStream

当然双方必须使用相同的关闭方式，或者发送部分可能始终发送足够的数据以保持public void synchronizedClose(Socket sok) { InputStream is = sok.getInputStream(); sok.shutdownOutput(); // Sends the 'FIN' on the network while (is.read() > 0) ; // "read()" returns '-1' when the 'FIN' is reached sok.close(); // or is.close(); Now we can close the Socket }循环忙（例如，如果发送部分是只发送数据而从不读取以检测连接终止。这是笨拙的，但你可能无法控制它。）

正如@WarrenDew在评论中指出的那样，丢弃程序（应用程序层）中的数据会导致应用程序层出现非正常的断开连接：尽管所有数据都是在TCP层（while循环）接收的，他们被丢弃了。

¹：来自“Fundamental Networking in Java”：见图。 3.3 p.45，以及整个§3.7，pp 43-48

Answer 2

我认为这更像是一个套接字编程问题。 Java只是遵循套接字编程的传统。

来自Wikipedia：

TCP提供可靠，有序从一个字节传递字节流将计算机上的程序转移到另一台另一台计算机上的程序。

握手完成后，TCP不会对两个端点（客户端和服务器）进行任何区分。术语“客户端”和“服务器”主要是为了方便起见。因此，“服务器”可以发送数据，“客户端”可以同时发送一些其他数据。

“关闭”一词也具有误导性。只有FIN声明，这意味着“我不会再向你发送任何东西。”但这并不意味着没有飞行中的数据包，或者另一个没有更多的话要说。如果您将蜗牛邮件实现为数据链路层，或者您的数据包通过不同的路由，则接收器可能会以错误的顺序接收数据包。 TCP知道如何为您解决此问题。

另外，作为程序，您可能没有时间继续检查缓冲区中的内容。因此，在您方便时，您可以检查缓冲区中的内容。总而言之，当前的套接字实现并不是那么糟糕。如果确实存在isPeerClosed（），则每次要调用read时都必须进行额外调用。

Answer 3

底层套接字API没有这样的通知。

发送TCP堆栈不会发送FIN位，直到最后一个数据包为止，因此当发送应用程序在发送数据之前逻辑上关闭其套接字时，可能会缓冲大量数据。同样，因为网络比接收应用程序更快而缓冲的数据（我不知道，也许你通过较慢的连接中继它）对接收者来说可能是重要的，你不希望接收应用程序丢弃它只是因为堆栈已经收到了FIN位。

Answer 4

由于到目前为止没有一个答案完全回答这个问题，我总结了我目前对这个问题的理解。

当建立TCP连接并且一个对等体在其套接字上调用close()或shutdownOutput()时，连接另一端的套接字转换为CLOSE_WAIT状态。原则上，可以从TCP堆栈中找出套接字是否处于CLOSE_WAIT状态而不调用read/recv（例如，Linux上的getsockopt()：http://www.developerweb.net/forum/showthread.php?t=4395），但这是不便携。

Java的Socket类似乎旨在提供与BSD TCP套接字相当的抽象，可能是因为这是人们在编写TCP / IP应用程序时习惯的抽象级别。 BSD套接字是支持除INET（例如TCP）之外的套接字的泛化，因此它们不提供查找套接字的TCP状态的可移植方式。

没有类似isCloseWait()的方法，因为人们习惯在BSD套接字提供的抽象级别编写TCP应用程序，并不希望Java提供任何额外的方法。

Answer 5

检测（TCP）套接字连接的远程端是否已关闭可以使用java.net.Socket.sendUrgentData（int）方法完成，如果远程端关闭，则捕获它抛出的IOException。这已经在Java-Java和Java-C之间进行了测试。

这避免了设计通信协议以使用某种ping机制的问题。通过在套接字上禁用OOBInline（setOOBInline（false），接收的任何OOB数据都将被静默丢弃，但仍可以发送OOB数据。如果远程端关闭，则尝试连接重置，失败并导致抛出某些IOException

如果您在协议中实际使用OOB数据，那么您的里程可能会有所不同。

Answer 6

这是一个有趣的话题。我刚刚通过java代码进行检查。根据我的发现，有两个不同的问题：第一个是TCP RFC本身，它允许远程关闭套接字以半双工方式传输数据，因此远程关闭的套接字仍然是半开放的。根据RFC，RST不会关闭连接，您需要发送一个显式的ABORT命令;所以Java允许通过半封闭的套接字发送数据

（有两种方法可以在两个端点读取关闭状态。）

另一个问题是实现说这种行为是可选的。随着Java努力实现可移植性，他们实现了最佳的通用功能。我想，维护一张（OS，实现半双工）的地图本来就是个问题。

Answer 7

Java IO堆栈在突然拆除时会被强制发送FIN。没有意义的是你无法检测到这一点，b / c大多数客户只有在关闭连接时才发送FIN。

...我真的开始讨厌NIO Java类的另一个原因。似乎一切都有点半屁股。

Answer 8

这是Java（以及我所看到的所有其他人）的缺陷OO套接字类 - 无法访问select系统调用。

在C中纠正答案：

struct timeval tp;  
fd_set in;  
fd_set out;  
fd_set err;  

FD_ZERO (in);  
FD_ZERO (out);  
FD_ZERO (err);  

FD_SET(socket_handle, err);  

tp.tv_sec = 0; /* or however long you want to wait */  
tp.tv_usec = 0;  
select(socket_handle + 1, in, out, err, &tp);  

if (FD_ISSET(socket_handle, err) {  
   /* handle closed socket */  
}

Answer 9

此行为（不是特定于Java）的原因是您没有从TCP堆栈获取任何状态信息。毕竟，套接字只是另一个文件句柄，你无法确定是否有实际数据要从中读取而没有实际尝试（select(2)在那里没有帮助，它只表示你可以尝试不用阻塞）。

有关详细信息，请参阅Unix socket FAQ。

Answer 10

这是一个蹩脚的解决方法。使用SSL;）和SSL在拆解时进行紧密握手，因此您会收到关闭套接字的通知（大多数实现似乎都在进行属性握手拆解）。

Answer 11

只有写入才需要交换数据包，这样才能确定连接丢失。常见的解决方法是使用KEEP ALIVE选项。

Answer 12

在处理半开放Java套接字时，可能需要查看 isInputShutdown()和isOutputShutdown()。

为什么在没有尝试I / O的情况下检测TCP套接字是否被对等端正常关闭是不可能的？

12 个答案: