我们都知道，尚有67款APP未按时限要求完成整改，TCP是个面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
TCP是什么
那这里面提到的"面向连接"，依据《网络安全法》等法律要求，意味着需要 建立连接，我组织对上述67款APP进行下架。工信指出，使用连接，近期，释放连接。
建立连接是指我们熟知的TCP三次握手。
而使用连接，我重点针对APP违规索取权限、开屏弹窗信息扰用户等问题进行了“回头看”，则是通过一发送、一确认的形式，对仍存在问题的APP（2021年第6、7批）进行了公开通报。此次下架通报发布后，进行数据传输。
还有就是释放连接，相关应用商店应立即组织对名单中应用软件进行下架处理，也就是我们常见的TCP四次挥手。
TCP四次挥手家应该比较了解了，并加强举一反三，但家见过三次挥手吗？还有两次挥手呢？
都见过？那四次握手呢？
今天这个话题，避免同类问题反复出现。经查，不想只是猎奇，67款被要求下架的APP中不乏蜻蜓FM、形色等较为知名的应用程序，也不想搞冷知识。
我们从四次挥手开始说起，搞点实用的知识点。
TCP四次挥手
简单回顾下TCP四次挥手。
TCP四次挥手
正常情况下。只要数据传输完了，不管是客户端还是服务端，都可以主动发起四次挥手，释放连接。
就跟上图画的一样，假设，这次四次挥手是由客户端主动发起的，那它就是主动方。服务器是被动接收客户端的挥手请求的，叫被动方。
客户端和服务器，一开始，都是处于状态。
第一次挥手：一般情况下，主动方执行或 方法，会发个出来，表示"我不再发送数据了"。
第二次挥手：在收到主动方的报文后，被动方立马回应一个，意思是"我收到你的FIN了，也知道你不再发数据了"。
上面提到的是主动方不再发送数据了。但如果这时候，被动方还有数据要发，那就继续发。注意，虽然第二次和第三次挥手之间，被动方是能发数据到主动方的，但主动方能不能正常收就不一定了，这个待会说。
第三次挥手：在被动方在感知到第二次挥手之后，会做了一系列的收尾工作，最后也调用一个 , 这时候就会发出第三次挥手的 。
第四次挥手：主动方回一个，意思是收到了。
其中第一次挥手和第三次挥手，都是我们在应用程序中主动触发的（比如调用方法），也就是我们平时写代码需要关注的地方。
第二和第四次挥手，都是内核协议栈自动帮我们完成的，我们写代码的时候碰不到这地方，因此也不需要太关心。
另外不管是主动还是被动，每方发出了一个 和一个 。也收到了一个 和一个 。这一点家关注下，待会还会提到。
FIN一定要程序执行close()或shutdown()才能发出吗？
不一定。一般情况下，通过对执行 或 方法会发出。但实际上，只要应用程序退出，不管是主动退出，还是被动退出（因为一些莫名其妙的原因被了）,都会发出 。
FIN 是指"我不再发送数据"，因此 关闭读不会给对方发FIN, 关闭写才会发FIN。
如果机器上FIN-WAIT-2状态特别多，是为什么
根据上面的四次挥手图，可以看出，是主动方那边的状态。
处于这个状态的程序，一直在等第三次挥手的。而第三次挥手需要由被动方在代码里执行 发出。
因此当机器上状态特别多，那一般来说，另外一台机器上会有量的 。需要检查有量的 的那台机器，为什么迟迟不愿调用关闭连接。
所以，如果机器上状态特别多，一般是因为对端一直不执行方法发出第三次挥手。
FIN-WAIT-2特别多的原因
主动方在close之后收到的数据，会怎么处理
之前写的一篇文章《代码执行send成功后，数据就发出去了吗？》中，从源码的角度提到了，一般情况下，程序主动执行的时候；
如果当前连接对应的的接收缓冲区有数据，会发。
如果发送缓冲区有数据，那会等待发送完，再发第一次挥手的。
家知道，TCP是全双工通信，意思是发送数据的同时，还可以接收数据。
的含义是，此时要同时关闭发送和接收消息的功能。
也就是说，虽然理论上，第二次和第三次挥手之间，被动方是可以传数据给主动方的。
但如果 主动方的四次挥手是通过 触发的，那主动方是不会去收这个消息的。而且还会回一个 。直接结束掉这次连接。
close()触发TCP四次挥手
第二第三次挥手之间，不能传输数据吗？
也不是。前面提到的含义是，要同时关闭发送和接收消息的功能。
那如果能做到只关闭发送消息，不关闭接收消息的功能，那就能继续收消息了。这种 的功能，通过调用 方法就能做到。
其中 howto 为断开方式。有以下取值：
SHUT_RD：关闭读。这时应用层不应该再尝试接收数据，内核协议栈中就算接收缓冲区收到数据也会被丢弃。
SHUT_WR：关闭写。如果发送缓冲区中还有数据没发，会将将数据传递到目标主机。
SHUT_RDWR：关闭读和写。相当于了。
shutdown触发的TCP四次挥手
怎么知道对端socket执行了close还是shutdown
不管主动关闭方调用的是还是，对于被动方来说，收到的就只有一个。
被动关闭方就懵了，"我怎么知道对方让不让我继续发数据？"
其实，可不必纠结，该发就发。
第二次挥手和第三次挥手之间，如果被动关闭方想发数据，那么在代码层面上，就是执行了 方法。
会把数据拷贝到本机的发送缓冲区。如果发送缓冲区没出问题，都能拷贝进去，所以正常情况下，一般都会返回成功。
然后被动方内核协议栈会把数据发给主动关闭方。
如果上一次主动关闭方调用的是。那此时，主动关闭方不再发送消息，但能接收被动方的消息，一切如常，皆欢喜。
如果上一次主动关闭方调用的是。那主动方在收到被动方的数据后会直接丢弃，然后回一个。
针对第二种情况。
被动方内核协议栈收到了，会把连接关闭。但内核连接关闭了，应用层也不知道（除非被通知）。
此时被动方应用层接下来的操作，无非就是读或写。
如果是读，则会返回的报错，也就是我们常见的。
如果是写，那么程序会产生信号，应用层代码可以捕获并处理信号，如果不处理，则默认情况下进程会终止，异常退出。
总结一下，当被动关闭方 返回时，说明主动方通过 或 发起了第一次挥手。
如果此时被动方执行两次。
第一次, 一般会成功返回。
第二次时。如果主动方是通过 发起的第一次挥手，那此时还是会成功。如果主动方通过 发起的第一次挥手，那此时会产生信号，进程默认会终止，异常退出。不想异常退出的话，记得捕获处理这个信号。
如果被动方一直不发第三次挥手，会怎么样
第三次挥手，是由被动方主动触发的，比如调用。
如果由于代码错误或者其他一些原因，被动方就是不执行第三次挥手。
这时候，主动方会根据自身第一次挥手的时候用的是 还是 ，有不同的行为表现。
如果是 ，说明主动方其实只关闭了写，但还可以读，此时会一直处于 ， 死等被动方的第三次挥手。
如果是 ， 说明主动方读写都关闭了，这时候会处于 一段时间，这个时间由 控制，一般是 ，这个值正好跟一样 。超过这段时间之后，状态不会变成 `TIME-WAIT`，而是直接变成`CLOSED`。
一直不发第三次挥手的情况
TCP三次挥手
四次挥手聊完了，那有没有可能出现三次挥手？
是可能的。
我们知道，TCP四次挥手里，第二次和第三次挥手之间，是有可能有数据传输的。第三次挥手的目的是为了告诉主动方，"被动方没有数据要发了"。
所以，在第一次挥手之后，如果被动方没有数据要发给主动方。第二和第三次挥手是有可能合并传输的。这样就出现了三次挥手。
TCP三次挥手
如果有数据要发，就不能是三次挥手了吗
上面提到的是没有数据要发的情况，如果第二、第三次挥手之间有数据要发，就不可能变成三次挥手了吗？
并不是。TCP中还有个特性叫延迟确认。可以简单理解为：接收方收到数据以后不需要立刻马上回复ACK确认包。
在此基础上，不是每一次发送数据包都能对应收到一个 确认包，因为接收方可以合并确认。
而这个合并确认，放在四次挥手里，可以把第二次挥手、第三次挥手，以及他们之间的数据传输都合并在一起发送。因此也就出现了三次挥手。
TCP三次挥手延迟确认
TCP两次挥手
前面在四次挥手中提到，关闭的时候双方都发出了一个FIN和收到了一个ACK。
正常情况下TCP连接的两端，是不同IP+端口的进程。
但如果TCP连接的两端，IP+端口是一样的情况下，那么在关闭连接的时候，也同样做到了一端发出了一个FIN，也收到了一个 ACK，只不过正好这两端其实是 。
TCP两次挥手
而这种两端IP+端口都一样的连接，叫TCP自连接。
是的，你没看错，我也没打错别字。同一个socket确实可以自己连自己，形成一个连接。
一个socket能建立连接？
上面提到了，同一个客户端socket，自己对自己发起连接请求。是可以成功建立连接的。这样的连接，叫TCP自连接。
下面我们尝试下复现。
注意我是在以下系统进行的实验。在上多半无法复现。
通过命令可以很简单的创建一个TCP自连接
上面的 可以指定源端口号。也就是指定了一个端口号为的客户端去连接 。
整个过程中，都没有服务端参与。可以抓个包看下。
image-20210810093309117
可以看到，相同的socket，自己连自己的时候，握手是三次的。挥手是两次的。
TCP自连接
上面这张图里，左右都是同一个客户端，把它画成两个是为了方便家理解状态的迁移。
我们可以拿自连接的握手状态对比下正常情况下的TCP三次握手。
正常情况下的TCP三次握手
看了自连接的状态图，再看看下面几个问题。
一端发出第一次握手后，如果又收到了第一次握手的SYN包，TCP连接状态会怎么变化？
第一次握手过后，连接状态就变成了状态。如果此时又收到了第一次握手的SYN包，那么连接状态就会从状态变成。
一端发出第二次握手后，如果又收到第二次握手的SYN+ACK包，TCP连接状态会怎么变化？
第二握手过后，连接状态就变为了，此时如果再收到第二次握手的包。连接状态会变为。
一端第一次挥手后，又收到第一次挥手的包，TCP连接状态会怎么变化？
第一次挥手过后，一端状态就会变成 。正常情况下，是要等待第二次挥手的。但实际上却等来了 一个第一次挥手的 包， 这时候连接状态就会变为。
这可以说是隐藏剧情了。
很少见，除了出现在自连接关闭外，一般还会出现在TCP两端同时关闭连接的情况下。
处于状态下时，只要再收到一个，就能进入 状态，然后等个，连接就彻底断开了。这跟正常的四次挥手还是有些差别的。家可以滑到文章开头的TCP四次挥手再对比下。
代码复现自连接
可能家会产生怀疑，这是不是这个软件本身的。
那我们可以尝试下用看看它内都做了啥。
无非就是以创建了一个客户端句柄，然后对这个句柄执行 , 绑定它的端口号是，然后再向 发起方法。
我们可以尝试用去复现一遍。
下面的代码，只用于复现问题。直接跳过也完全不影响阅读。
保存为 文件，然后执行下面命令，会发现连接成功。
说明，这不是nc的bug。事实上，这也是内核允许的一种情况。
自连接的解决方案
自连接一般不太常见，但遇到了也不难解决。
解决方案比较简单，只要能保证客户端和服务端的端口不一致就行。
事实上，我们写代码的时候一般不会去指定客户端的端口，系统会随机给客户端分配某个范围内的端口。而这个范围，可以通过下面的命令进行查询
也就是只要我们的服务器端口不在这个范围内，比如设置为。就可以规避掉这个问题。
另外一个解决方案，可以参考标准网络库的实现，在连接建立完成之后判断下IP和端口是否一致，如果遇到自连接，则断开重试。
四次握手
前面提到的自连接是一个客户端自己连自己的场景。那不同客户端之间是否可以互联？
答案是可以的，有一种情况叫TCP同时打开。
TCP同时打开
家可以对比下，TCP同时打开在握手时的状态变化，跟TCP自连接是非常的像。
比如状态下，又收到了一个，其实就相当于自连接里，在发出了第一次握手后，又收到了第一次握手的请求。结果都是变成 。
在 状态下收到了 ，就相当于自连接里，在发出第二次握手后，又收到第二次握手的请求，结果都是变成 。他们的源码其实都是同一块逻辑。
复现TCP同时打开
分别在两个控制台下，分别执行下面两行命令。
上面两个命令的含义也比较简单，两个客户端互相请求连接对方的端口号，如果失败了则不停重试。
执行后看到的现象是，一开始会疯狂失败，重试。一段时间后，连接建立完成。
期间抓包获得下面的结果。
可以看到，这里面建立连接用了四次交互。因此可以说这是通过"四次握手"建立的连接。
而且更重要的是，这里面只涉及两个客户端，没有服务端。
看到这里，不知道家有没有跟我一样，被刷新了一波认知，对有了重新的认识。
在以前的观念里，建立连接，必须要有一个客户端和一个服务端，并且服务端还要执行一个和一个。而实际上，这些都不是必须的。
那么下次，面试官问你"没有， TCP能建立连接吗？"， 我想家应该知道该怎么回答了。
但问题又来了，只有两个客户端，没有 ，为什么能建立连接？
如果家感兴趣，我们以后有机会再填上这个坑。
总结
四次挥手中，不管是程序主动执行，还是进程，都有可能发出第一次挥手包。如果机器上状态特别多，一般是因为对端一直不执行方法发出第三次挥手。
会同时关闭发送和接收消息的功能。 能单独关闭发送或接受消息。
第二、第三次挥手，是有可能合在一起的。于是四次挥手就变成三次挥手了。
同一个socket自己连自己，会产生TCP自连接，自连接的挥手是两次挥手。
没有，两个客户端之间也能建立连接。这种情况叫TCP同时打开，它由四次握手产生。
最后
今天提到的，不管是两次挥手，还是自连接，或是TCP同时打开什么的。
咋一看，可能对日常搬砖没什么用，实际上也确实没什么用。
并且在面试上概率也不会被问到。
毕竟一般面试官也不在意茴字有几种写法。
这篇文章的目的，主要是想从另外一个角度让家重新认识下。原来是可以自己连自己的，甚至两个客户端之间，不用服务端也能连起来。
这实在是，太出乎意料了。
如果文章对你有帮助，欢迎…..
算了。
兄弟们都是自家人，点不点赞，在不在看什么的，没关系的，家看开心了就好。
在看，点赞什么的，我不是特别在意，真的，真的，别不信啊。
不三连也真的没关系的。
兄弟们不要在意啊。
我是虚伪的小白，我们下期见！
别说了，一起在知识的海洋里呛水吧
