c - 为什么客户端不关闭其套接字？

Question

我正在阅读来自 APUE 的套接字客户端示例，网址为 https://github.com/hayatoito/apue-2e/blob/master/sockets/ruptime.c .我没有发现它关闭或关闭它的套接字。一般来说，客户端不必关闭其套接字文件描述符是真的吗？客户端何时需要关闭其套接字文件描述符，何时不需要？

为了比较，它的服务器在最后关闭套接字:https://github.com/hayatoito/apue-2e/blob/master/sockets/ruptimed.c

客户:

#include "apue.h"
#include <netdb.h>
#include <errno.h>
#include <sys/socket.h>

#define MAXADDRLEN  256
#define BUFLEN      128

extern int connect_retry(int, const struct sockaddr *, socklen_t);

void
print_uptime(int sockfd)
{
    int n;
    char buf[BUFLEN];

    while ((n = recv(sockfd, buf, BUFLEN, 0)) > 0)
        write(STDOUT_FILENO, buf, n);
    if (n < 0)
        err_sys("recv error");
}

int
main(int argc, char *argv[])
{
    struct addrinfo *ailist, *aip;
    struct addrinfo hint;
    int sockfd, err;

    if (argc != 2)
        err_quit("usage: ruptime hostname");
    hint.ai_flags = 0;
    hint.ai_family = 0;
    hint.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    hint.ai_protocol = 0;
    hint.ai_addrlen = 0;
    hint.ai_canonname = NULL;
    hint.ai_addr = NULL;
    hint.ai_next = NULL;
    if ((err = getaddrinfo(argv[1], "ruptime", &hint, &ailist)) != 0)
        err_quit("getaddrinfo error: %s", gai_strerror(err));
    for (aip = ailist; aip != NULL; aip = aip->ai_next) {
        if ((sockfd = socket(aip->ai_family, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
            err = errno;
        if (connect_retry(sockfd, aip->ai_addr, aip->ai_addrlen) < 0) {
            err = errno;
        } else {
            print_uptime(sockfd);
            exit(0);
        }
    }
    fprintf(stderr, "can't connect to %s: %s\n", argv[1], strerror(err));
    exit(1);
}

服务器:

#include "apue.h"
#include <netdb.h>
#include <errno.h>
#include <syslog.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUFLEN  128
#define QLEN 10

#ifndef HOST_NAME_MAX
#define HOST_NAME_MAX 256
#endif

extern int initserver(int, struct sockaddr *, socklen_t, int);

void
serve(int sockfd)
{
    int clfd;
    FILE *fp;
    char buf[BUFLEN];

    for (;;) {
        clfd = accept(sockfd, NULL, NULL);
        if (clfd < 0) {
            syslog(LOG_ERR, "ruptimed: accept error: %s", strerror(errno));
            exit(1);
        }
        if ((fp = popen("/usr/bin/uptime", "r")) == NULL) {
            sprintf(buf, "error: %s\n", strerror(errno));
            send(clfd, buf, strlen(buf), 0);
        } else {
            while (fgets(buf, BUFLEN, fp) != NULL)
                send(clfd, buf, strlen(buf), 0);
            pclose(fp);
        }
        close(clfd);
    }
}

int
main(int argc, char *argv[])
{
    struct addrinfo *ailist, *aip;
    struct addrinfo hint;
    int sockfd, err, n;
    char *host;

    if (argc != 1)
        err_quit("usage: ruptimed");
#ifdef _SC_HOST_NAME_MAX
    n = sysconf(_SC_HOST_NAME_MAX);
    if (n < 0)                  /* best guess */
#endif
        n = HOST_NAME_MAX;
    host = malloc(n);
    if (host == NULL)
        err_sys("malloc error");
    if (gethostname(host, n) < 0)
        err_sys("gethostname error");
    daemonize("ruptimed");
    hint.ai_flags = AI_CANONNAME;
    hint.ai_family = 0;
    hint.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    hint.ai_protocol = 0;
    hint.ai_addrlen = 0;
    hint.ai_canonname = NULL;
    hint.ai_addr = NULL;
    hint.ai_next = NULL;
    if ((err = getaddrinfo(host, "ruptime", &hint, &ailist)) != 0) {
        syslog(LOG_ERR, "ruptimed: getaddrinfo error: %s",
               gai_strerror(err));
        exit(1);
    }
    for (aip = ailist; aip != NULL; aip = aip->ai_next) {
        if ((sockfd = initserver(SOCK_STREAM, aip->ai_addr,
                                 aip->ai_addrlen, QLEN)) >= 0) {
            serve(sockfd);
            exit(0);
        }
    }
    exit(1);
}

Answer 1

Is it true in general that a client doesn't have to close its socket file descriptor?

不，这不是真的。

这种信念的一个变体导致了早期 Microsoft Internet Explorer 浏览器(版本 1 到 5)中的许多保活问题，这些问题必须在服务器端解决。 (本质上，操作系统无法确保正确、完整的 TCP connection termination 。)

但是，如果进程即将退出，则不关闭所有套接字并不是错误，因为 POSIX.1(定义此功能的标准和此处使用的 C 接口(interface))明确说明(例如 exit()) ) 当进程退出时，所有打开的流都将关闭。理论上和动态内存分配类似的情况:进程退出时没有必要free()所有动态分配的内存，因为所有(非共享)动态分配的内存都是进程退出时自动释放。

在实践中，显式关闭所有套接字描述符更加稳健。对于 TCP 连接尤其如此，因为连接终止涉及 FIN 和 ACK 数据包交换。虽然人们可以相信操作系统总是正确的，但 MSIE 的例子表明现实是不那么值得信赖的，而彻底可以带来更好的用户体验。

When does a client need to close its socket file descriptor, and when not?

实践中有两种情况:

1. 连接终止时。

   描述符是一种有限的资源，一旦不再需要它们就将其关闭，以确保不会浪费资源。确实没有充分的理由让套接字连接保持打开状态超过必要的时间。某些事情，比如使用 nftw() 遍历文件系统层次结构，当它们可以使用大量描述符时效率更高，因此注意进程不会因为程序员的懒惰而耗尽它们是个好主意。
   

2. 当通过 fork() 创建子进程时，子进程不应访问该套接字连接。

   当前的 Linux、MacOS、FreeBSD 和 OpenBSD 至少支持 close-on-exec 标志(通常通过 fcntl(sfd, F_SETFD, FD_CLOEXEC))。在 Linux 中，您可以使用 socket(domain, type | SOCK_CLOEXEC, protocol) 创建 close-on-exec 套接字描述符和 socket 对使用 socketpair(domain, type | SOCK_CLOEXEC, protocol, sfd) .

   Close-on-exec 描述符在 exec 时关闭调用成功，用正在执行的任何其他进程替换该进程。因此，如果 fork 后跟一个 exec 或 _Exit，并且所有套接字描述符都是 close-on-exec，则重复的套接字将“自动”关闭，您无需担心。

   请注意，如果您的代码使用 popen()，您最好让套接字描述符在执行时关闭，否则您运行的命令可能会访问连接。遗憾的是，它在这个时间点(2019 年初)完全不符合标准。

   另请注意，如果子进程不执行另一个二进制文件，但例如放弃特权(对于客户端而言很少见)，则 close-on-exec 将不会执行任何操作。因此，明确地“手动”关闭(在子进程中)不需要的套接字描述符副本对于适当的特权分离仍然很重要。但这很少是客户端应用程序的问题，更多的是服务等。

换句话说，无论何时您希望终止套接字连接，或者当您有一个无关的套接字连接副本时，您都可以close()它们。