端口复用--socket编程：SO_REUSEADDR例解

网友vmstat多次提出了这个问题：SO_REUSEADDR有什么用处和怎么使用。而且很多网友在编写网络程序时也会遇到这个问题。所以特意写了这么一篇文章，希望能够解答一些人的疑难。

    其实这个问题在Richard Stevens的《Unix网络编程指南》卷一里有很详细的解答(中文版P166-168页)。这里我只是写几个基本的例子来验证这个问题。

    首先声明一个问题：当两个socket的address和port相冲突，而你又想重用地址和端口，则旧的socket和新的socket都要已经被设置了SO_REUSEADDR特性，只有两者之一有这个特性还是有问题的。

    SO_REUSEADDR可以用在以下四种情况下。

    (摘自《Unix网络编程》卷一，即UNPv1)

    1、当有一个有相同本地地址和端口的socket1处于TIME_WAIT状态时，而你启动的程序的socket2要占用该地址和端口，你的程序就要用到该选项。

    2、SO_REUSEADDR允许同一port上启动同一服务器的多个实例(多个进程)。但每个实例绑定的IP地址是不能相同的。在有多块网卡或用IP Alias技术的机器可以测试这种情况。

    3、SO_REUSEADDR允许单个进程绑定相同的端口到多个socket上，但每个socket绑定的ip地址不同。这和2很相似，区别请看UNPv1。

    4、SO_REUSEADDR允许完全相同的地址和端口的重复绑定。但这只用于UDP的多播，不用于TCP。

例子1:测试上面第一种情况。

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#include <time.h>

#include <stdio.h>

　　#include <string.h>

　　#define MAXLINE 100

int main(int argc, char** argv)

{

   int listenfd,connfd;

   struct sockaddr_in servaddr;

   char buff[MAXLINE+1];

   time_t ticks;

   unsigned short port;

   int flag=1,len=sizeof(int);

   port=10013;

   if( (listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)

   {

     perror("socket");

     exit(1);

   }

   bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));

   servaddr.sin_family=AF_INET;

   servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

   servaddr.sin_port=htons(port);

   if( setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -

1)

   {

      perror("setsockopt");

      exit(1);

   }

   if( bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)) ==

-1)

   {

      perror("bind");

      exit(1);

   }

   else

      printf("bind call OK!\n");

   if( listen(listenfd,5) == -1)

   {

      perror("listen");

      exit(1);

   }

   for(;;)

   {

      if( (connfd=accept(listenfd,(struct sockaddr*)NULL,NULL)) == -1)

　　      {

　　          perror("accept");

          exit(1);

      }

      if( fork() == 0)/**//*child process*/

      {

        close(listenfd);/**//*这句不能少，原因请大家想想就知道了。*/

        ticks=time(NULL);

        snprintf(buff,100,"%.24s\r\n",ctime(&ticks));

        write(connfd,buff,strlen(buff));

        close(connfd);

        sleep(1);

        execlp("f1-9d",NULL);

        perror("execlp");

        exit(1);

     }

     close(connfd);

     exit(0);/**//* end parent*/

}

}

测试：编译为f1-9d程序，放到一个自己PATH环境变量里的某个路径里，例如$HO

ME/bin，运行f1-9d，然后telnet localhost 10013看结果。

2、第二种情况我没有环境测，所以就不给测试程序了，大家有条件的可以自己写

一个来测试一下。

    

3、测试第三种情况的程序

#include <netinet/in.h>

#include <sys/socket.h>

#include <time.h>

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#define MAXLINE 100

int main(int argc, char** argv)

{

   int fd1,fd2;

   struct sockaddr_in servaddr1,servaddr2;

   char buff[MAXLINE+1];

   time_t ticks;

   unsigned short port;

   int flag=1,len=sizeof(int);

   port=10013;

   if( (fd1=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)

   {

       perror("socket");

       exit(1);

   }

   if( (fd2=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1)

   {

       perror("socket");

       exit(1);

   }

   bzero(&servaddr1,sizeof(servaddr1));

   bzero(&servaddr2,sizeof(servaddr2));

   servaddr1.sin_family=AF_INET;

   servaddr2.sin_family=AF_INET;

   if( inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &servaddr1.sin_addr) <= 0)

{

printf("inet_pton() call error:127.0.0.1\n");

exit(1);

}

if( inet_pton(AF_INET, "128.160.1.230", &servaddr2.sin_addr) <= 0)

{

printf("inet_pton() call error:128.160.1.230\n");

exit(1);

}

servaddr1.sin_port=htons(port);

servaddr2.sin_port=htons(port);

if( setsockopt(fd1, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -1)

{

perror("setsockopt");

exit(1);

}

if( setsockopt(fd2, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) == -1)

{

perror("setsockopt");

exit(1);

}

if( bind(fd1,(struct sockaddr*)&servaddr1,sizeof(servaddr1)) == -1)

{

perror("bind fd1");

exit(1);

}

if( bind(fd2,(struct sockaddr*)&servaddr2,sizeof(servaddr2)) == -1)

{

perror("bind fd2");

exit(1);

}

printf("bind fd1 and fd2 OK!\n");

/**//*put other process here*/

getchar();

exit(0);/**//* end */

}

4、由于第四种情况只用于UDP的多播，和TCP的使用没多大关系，所以就不写测试

例子了。自己有兴趣的可以写。

以上的程序都是在Linux下编译通过的。也可以在其他unix平台运行。

参考资料：

1、《Unix网络编程》卷一 R. Stevens

2、《Socket programming FAQ》 http://www.ibrado.com/sock-faq/
原文地址 http://www.cppblog.com/ace/archive/2007/12.html