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?大家好，我是小林。

上周發(fā)了一篇讀者面試鵝廠遇到的網(wǎng)絡(luò)問題：又被鵝廠搞懵了！當(dāng)時(shí)我的關(guān)注點(diǎn)放在了「TIME_WAIT 狀態(tài)下，接收到了數(shù)據(jù)包會(huì)怎么處理？」然后那篇文章留言區(qū)有人說這題的重點(diǎn)并不是想問「在 TIME_WAIT 狀態(tài)下對(duì)數(shù)據(jù)包的如何處理」。而是 「在 FIN_WAIT_2 狀態(tài)下如何處理亂序的 FIN 報(bào)文」。隨后，我自己去看了 Linux 的源碼，驗(yàn)證了這位讀者的思路是沒問題的。果然一個(gè)人思考容易形成思維定勢，和別人交流可能才能發(fā)現(xiàn)自己沒有注意到的點(diǎn)。這道鵝廠的網(wǎng)絡(luò)題可能是提問的讀者表述有問題，因?yàn)槿绻?FIN 報(bào)文比數(shù)據(jù)包先抵達(dá)客戶端，此時(shí) FIN 報(bào)文其實(shí)是一個(gè)亂序的報(bào)文，此時(shí)客戶端的 TCP 連接并不會(huì)從 FIN_WAIT_2 狀態(tài)轉(zhuǎn)換到 TIME_WAIT 狀態(tài)。

因此，我們要關(guān)注到點(diǎn)是看「在 FIN_WAIT_2 狀態(tài)下，是如何處理收到的亂序到 FIN 報(bào)文，然后 TCP 連接又是什么時(shí)候才進(jìn)入到 TIME_WAIT 狀態(tài)?」。
我這里先直接說結(jié)論：在 FIN_WAIT_2 狀態(tài)時(shí)，如果收到亂序的 FIN 報(bào)文，那么就被會(huì)加入到「亂序隊(duì)列」，并不會(huì)進(jìn)入到 TIME_WAIT 狀態(tài)。等再次收到前面被網(wǎng)絡(luò)延遲的數(shù)據(jù)包時(shí)，會(huì)判斷亂序隊(duì)列有沒有數(shù)據(jù)，然后會(huì)檢測亂序隊(duì)列中是否有可用的數(shù)據(jù)，如果能在亂序隊(duì)列中找到與當(dāng)前報(bào)文的序列號(hào)保持的順序的報(bào)文，就會(huì)看該報(bào)文是否有 FIN 標(biāo)志，如果發(fā)現(xiàn)有 FIN 標(biāo)志，這時(shí)才會(huì)進(jìn)入 TIME_WAIT 狀態(tài)。我也畫了一張圖，大家可以結(jié)合著圖來理解。

TCP 源碼分析

接下來，我?guī)Т蠹铱纯丛创a，聽到要源碼分析，可能有的同學(xué)就慫了。其實(shí)要分析我們今天這個(gè)問題，只要懂 if else 就行了，我也會(huì)用中文來表述代碼的邏輯，所以單純看我的文字也是可以的。這次我們重點(diǎn)分析的是，在 FIN_WAIT_2 狀態(tài)下，收到 FIN 報(bào)文是如何處理的。在 Linux 內(nèi)核里，當(dāng) IP 層處理完消息后，會(huì)通過回調(diào)?tcp_v4_rcv?函數(shù)將消息轉(zhuǎn)給 TCP 層，所以這個(gè)函數(shù)就是 TCP 層收到消息的入口。處于 FIN_WAIT_2 狀態(tài)下的客戶端，在收到服務(wù)端的報(bào)文后，最終會(huì)調(diào)用 tcp_v4_do_rcv 函數(shù)。接下來，tcp_v4_do_rcv 方法會(huì)調(diào)用 tcp_rcv_state_process，在這里會(huì)根據(jù) TCP 狀態(tài)做對(duì)應(yīng)的處理，這里我們只關(guān)注 FIN_WAIT_2 狀態(tài)。在上面這個(gè)代碼里，可以看到如果 shutdown 關(guān)閉了讀方向，那么在收到對(duì)方發(fā)來的數(shù)據(jù)包，則會(huì)回復(fù) RST 報(bào)文。而我們這次的題目里， shutdown 只關(guān)閉了寫方向，所以會(huì)繼續(xù)往下調(diào)用 tcp_data_queue 函數(shù)（因?yàn)?case TCP_FIN_WAIT2 代碼塊里并沒有 break 語句，所以會(huì)走到該函數(shù)）。在上面的 tcp_data_queue 函數(shù)里，如果收到的報(bào)文的序列號(hào)是我們預(yù)期的，也就是有序的話：

• 會(huì)判斷該報(bào)文有沒有 FIN 標(biāo)志，如果有的話就會(huì)調(diào)用 tcp_fin 函數(shù)，這個(gè)函數(shù)負(fù)責(zé)將 FIN_WAIT_2 狀態(tài)轉(zhuǎn)換為 TIME_WAIT。

• 接著還會(huì)看亂序隊(duì)列有沒有數(shù)據(jù)，如果有的話會(huì)調(diào)用 tcp_ofo_queue 函數(shù)，這個(gè)函數(shù)負(fù)責(zé)檢查亂序隊(duì)列中是否有數(shù)據(jù)包可用，即能不能在亂序隊(duì)列找到與當(dāng)前數(shù)據(jù)包保持序列號(hào)連續(xù)的數(shù)據(jù)包。

而當(dāng)收到的報(bào)文的序列號(hào)不是我們預(yù)期的，也就是亂序的話，則調(diào)用 tcp_data_queue_ofo 函數(shù)，將報(bào)文加入到亂序隊(duì)列，這個(gè)隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是紅黑樹。我們的題目里，客戶端收到的 FIN 報(bào)文實(shí)際上是一個(gè)亂序的報(bào)文，因此此時(shí)并不會(huì)調(diào)用 tcp_fin 函數(shù)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，而是將報(bào)文通過 tcp_data_queue_ofo 函數(shù)加入到亂序隊(duì)列。然后當(dāng)客戶端收到被網(wǎng)絡(luò)延遲的數(shù)據(jù)包后，此時(shí)因?yàn)樵摂?shù)據(jù)包的序列號(hào)是期望的，然后又因?yàn)樯弦淮问盏降膩y序 FIN 報(bào)文被加入到了亂序隊(duì)列，表明亂序隊(duì)列是有數(shù)據(jù)的，于是就會(huì)調(diào)用 tcp_ofo_queue 函數(shù)。我們來看看 tcp_ofo_queue 函數(shù)。在上面的 tcp_ofo_queue 函數(shù)里，在亂序隊(duì)列中找到能與當(dāng)前報(bào)文的序列號(hào)保持的順序的報(bào)文后，會(huì)看該報(bào)文是否有 FIN 標(biāo)志，如果有的話，就會(huì)調(diào)用 tcp_fin() 函數(shù)。最后，我們來看看 tcp_fin 函數(shù)的處理?？梢钥吹?，如果當(dāng)前的 TCP 狀態(tài)為 TCP_FIN_WAIT2，就會(huì)發(fā)送第四次揮手 ack，然后調(diào)用 tcp_time_wait 函數(shù)，這個(gè)函數(shù)里會(huì)將 TCP 狀態(tài)變更為 TIME_WAIT，并啟動(dòng) TIME_WAIT 的定時(shí)器。

怎么看 TCP 源碼？

之前有不少同學(xué)問我，我是怎么看 TCP 源碼的？其實(shí)我看 TCP 源碼，并不是直接打開 Linux 源碼直接看，因?yàn)?Linux 源碼實(shí)在太龐大了，如果我不知道 TCP 入口函數(shù)在哪，那簡直就是大海撈針。所以，在看 TCP 源碼，我們可以去網(wǎng)上搜索下別人的源碼分析，網(wǎng)上已經(jīng)有很多前輩幫我們分析了 TCP 源碼了，而且各個(gè)函數(shù)的調(diào)用鏈路，他們都有寫出來了。比如，你想了解 TCP 三次握手/四次揮手的源碼實(shí)現(xiàn)，你就可以以「TCP 三次握手/四次揮手的源碼分析」這樣關(guān)鍵字來搜索，大部分文章的注釋寫的還是很清晰，我最開始就按這種方式來學(xué)習(xí) TCP 源碼的。網(wǎng)上的文章一般只會(huì)將重點(diǎn)的部分，很多代碼細(xì)節(jié)沒有貼出來，如果你想完整的看到函數(shù)的所有代碼，那就得看內(nèi)核代碼了。這里推薦個(gè)看 Linux 內(nèi)核代碼的在線網(wǎng)站：https://elixir.bootlin.com/linux/latest/source我覺得還是挺好用的，左側(cè)各個(gè)版本的代碼都有，右上角也可以搜索函數(shù)。所以，我看 TCP 源碼的經(jīng)驗(yàn)就是，先在網(wǎng)上找找前輩寫的 TCP 源碼分析，然后知道整個(gè)函數(shù)的調(diào)用鏈路后，如果想具體了解某個(gè)函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)，可以在我說的那個(gè)看 Linux 內(nèi)核代碼的在線網(wǎng)站上搜索該函數(shù)，就可以看到完整的函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。如果中途遇到看不懂的代碼，也可以將這個(gè)代碼復(fù)制到百度或者谷歌搜索，一般也能找到別人分析的過程。學(xué)會(huì)了看 TCP 源碼其實(shí)有助于我們分析一些異常問題，就比如今天這道網(wǎng)絡(luò)題目，在網(wǎng)上其實(shí)是搜索不出答案的，而且我們也很難用實(shí)驗(yàn)的方式來模擬。所以要想知道答案，只能去看源碼。這次就說到這啦，我們下次見！??