SO_REUSEADDR 套接字选项应用实例

网络上关于SO_REUSEADDR套接字选项用来解决地址重用问题的资料不少，但只停留在文字表达上，并没有实例，很容易误导初学者，并产生疑惑，此处不再赘述。下面通过一个简短的例子来展示如何在项目中合理的使用该选项，以及需要注意的问题。

关于TCP断开连接四次握手，如图所示





应用场景：

之前项目中遇到一个问题，聊天服务器的开启，关闭和重启，例如将服务器关闭后，实际上关闭了服务器的监听套接字(close)，如果此时用户点击开启服务器，那么用户希望的情况是服务器又立即启动了。而由于close后，执行了主动关闭，执行主动关闭的一端，在客户执行被动关闭之后会经历TIME_WAIT状态，如上图。TIME_WAIT的时间为1-4分钟不等，当某端口处于TIME_WAIT状态时，是无法被绑定的(bind).如果在项目中用户关闭服务器后，希望立即启动，而程序却要等1-4分钟不等的时间后才能重新启动服务器明显不是我们所希望的。SO_REUSEADDR套接字选项就可以用来解决这个问题，实现瞬间重启服务器

注意的地方：

1.执行主动关闭的一端进入TIME_WAIT状态，但是是有条件的，也就是对端也需要执行被动关闭，如上图。

2.SO_REUSEADDR需要在每次socket和bind前调用，“每次”也就是说，不能再想要重用的那一次，对通过socket新获取的套接字启用，例如socket->bind->close进入TIME_WAIT,而此时想要在TIME_WAIT状态下绑定,那么接下来sock->setsockopt->bind，bind是不会成功的，或者只以为绑定的是同一个地址，就只第一次启用一次，也是不行的。即使是第一次获得的套接字不需要重用，也要启用该选项，这样后面每次启用才会达到预期效果。

实例:

客户

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <strings.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;

int main()
{
int skfd;
if ((skfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
perror("socket1 error");
exit(-1);
}

//启用SO_REUSEADDR
int optval = 1;
if (setsockopt(skfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)) < 0) {
perror("setsockopt1 error");
exit(-1);
}

struct sockaddr_in saddr;
bzero(&saddr, sizeof(saddr));
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(7777);
saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.107");

if (bind(skfd, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr)) < 0) {
perror("bind1 error");
exit(-1);
}

struct sockaddr_in daddr;
bzero(&daddr, sizeof(daddr));
daddr.sin_family = AF_INET;
daddr.sin_port = htons(9999);
daddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.107");

if (connect(skfd, (struct sockaddr*)&daddr, sizeof(daddr)) < 0) {
perror("connect1 error");
exit(-1);
}
cout << "connect1 succed" << endl;

//执行主动关闭
close(skfd);
sleep(10);

if ((skfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
perror("2 socket");
exit(-1);
}

//关闭后想要重用，此时第二次启用SO_REUSEADDR,bind才会成功
if (setsockopt(skfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval)) < 0) {
perror("2 setsockopt error");
exit(-1);
}

if (bind(skfd, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr)) < 0) {
perror("2 bind");
exit(-1);
}
cout << "第二次bind成功" << endl;

return 0;
}

服务器:

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <strings.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/select.h>
#include <netinet/tcp.h>
using namespace std;

#define LISTENNUM 5

int main()
{
int skfd;
if ((skfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
perror("");
exit(-1);
}

struct sockaddr_in saddr;
bzero(&saddr, sizeof(saddr));
saddr.sin_family = AF_INET;
saddr.sin_port = htons(9999);
saddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

if (bind(skfd, (struct sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr)) < 0) {
perror("");
exit(-1);
}

if (listen(skfd, LISTENNUM) < 0) {
perror("");
exit(-1);
}

int clifd;
clifd = accept(skfd, NULL, NULL);
if (clifd < 0) {
perror("accept error");
exit(-1);
}
cout << "有新连接" << endl;
sleep(5);
int tmp;
while (1) {
//read返回，服务器进入CLOSE_WAIT状态
if (read(clifd, &tmp, sizeof(tmp)) == 0)
break;
}
//close返回服务器进入LAST_ACK状态
close(skfd);
return 0;
}