阻止 TCP 套接字写入然后立即关闭 - 有问题吗？

Question

我有一个 TCP 连接、发送数据块并关闭套接字的发送方。 我想编写完成上述操作的最简单但可靠的程序。 首先想到的是（例如在 .NET 中，尽管这个问题通常与套接字相关）：

// assuming LingerOption(false), NoDelay set to whatever
var client = new TcpClient().Connect(server, port);
var stream = client.GetStream();
stream.Write(data, 0, data.Length);
stream.Close();
client.Close();

现在根据阅读各种 MSDN 和其他材料提出一些问题：

1. stream.Close() 调用 Socket.Close()。 Socket.Close() 据说关闭 立即丢弃网络 缓冲未发送的数据。这 不好。但是，Socket.Write 文件说，如果 套接字阻塞（它是，通过 默认），Socket.Write 将阻塞 直到发送完所有数据。所以 没问题吧？
2. 一般来说，会不会有一种情况，上面的代码 将导致接收器不 接收发送的所有内容 在写？ （假设 100% 可靠 网络）

Answer 1

TcpClient.Close 表示“Close 方法将实例标记为已释放并请求关联的 Socket 关闭 TCP 连接。根据 LingerState 属性，在调用 Close 方法后 TCP 连接可能会保持打开一段时间当数据仍有待发送时。当底层连接完成关闭时，不会提供任何通知。"

简而言之，除非您使用 LingerState，否则调用 Close 不会丢弃数据的 OS 缓冲区 - TCP 堆栈将尽最大努力传递您编写的数据。

但请务必捕获异常，如果出现问题，您的任何 Write 或 2 个 Close 调用都可能引发异常 - 并确保在这些情况下处置套接字和流。

另请注意，Write() 调用可能不会阻塞，直到数据被发送，它只会阻塞直到数据被复制到 TCP 堆栈（并且依赖于太多的事情，TCP 可能会部分发送一些数据在Write返回之前在网络上出去）

Answer 2

在 Socket.Write 之后调用 Close 是完全可以的。这是 TCP RFC 793 says:

“关闭连接是一种优雅的操作，在流量控制允许的情况下，未完成的 SEND 将被传输（和重新传输），直到所有连接都得到服务。因此，应该可以接受多个SEND 调用，后跟 CLOSE，并期望将所有数据发送到目的地。"

混乱部分来自MSDN documentation：

"如果您使用的是面向连接的协议，Send 将阻塞，直到缓冲区中的所有字节都发送"

实际上，阻塞式写入只会将数据复制到传出缓冲区并返回。根据 RFC 793，网络提供商有责任在调用 Socket.Close 之后完成数据的传递（当然，只要连接没有死）。

Answer 3

这是在回避您最初的问题，但您没有说明您发送的数据类型。你为什么首先决定使用 TCP 连接？您多久编写一次这些数据块？如果经常出现，我会推荐以下两种方法之一：

1) 保持 TCP.Stream 打开。否则，如果您在 4 分钟内发送超过 ~64000 个块，您可能会耗尽可用源端口 (1025-65535) 的 TCP 堆栈。如果源计算机上打开了其他应用程序，情况会变得更糟。一旦发生这种情况，您的应用程序将挂起或出错，直到超过 4 分钟的第一个端口可用。

2) 使用 UDP 而不是 TCP。无法保证交付，但如果这是实时数据，那么您不想使用 TCP，因为它可能会显着延迟实时数据。

如果您使用 TCP，Client.Close() 应该通过 TCP 堆栈发送一个 FIN，除非其他主机崩溃或它们之间的网络出现故障，否则应该保证交付。

如果您关心到达目的地的每个数据块，无论您使用 TCP 还是 UDP，您都应该构建一些应用程序级别，检查所有数据块是否按顺序到达且未损坏...

Answer 4

如果接收器无法读取，您可能会丢失部分数据，这取决于较低层中使用的缓冲区大小。

但是如果接收器在读取时被阻塞，那么在读取时提供足够的缓冲区是没有问题的。

假设网络可靠，在“写入”之前执行“读取”，并且接收端有足够的缓冲区，这段代码绝对可靠！

但是解决办法！

正如我所说，接收端缓冲区的大小真的很重要。如果缓冲区没有足够的空间，你会被这段代码弄丢的！

所以你有三个选择：

1. 只需分配一个足够大的缓冲区。
2. 使用库或更高的协议传输数据（例如我们在 Win32 API 中有TransmitFile 函数用于传输文件）
3. 实现您的协议，在发送数据之前， 发送所需缓冲区的大小，然后发送实际数据。

如果您知道数据的最大大小，那么我为您提供 1 否则，如果您没有足够的时间并且对协议不感兴趣，那么我为您提供 2 否则我给你 3

祝你好运；）

Answer 5

接收方可以向发送方发送等待或重传消息。如果在接收到整个数据块之前接收器的 recv 缓冲区已满，或者网络上存在丢失的数据包，则可能会发生这种情况。因此，如果您在交换所有数据之前退出客户端，则会丢失数据。

看看这本书以获得您的通用解决方案：W. Richard Stevens 的 UNIX 网络编程第一卷。

是的，它是 UNIX，但它最终处理的是 TCP/IP 通信，这是上述问题的根源。抱歉，这不是很简单，但也不是很困难。这是一个状态机，其状态比您的提案包含的多。