处于ESTABLISHED 状态的socket 却没有进程信息

接《一次docker中的nginx进程响应慢问题定位记录》

在排查这个问题的时候，我先使用netstat 去查看，看到底是内核协议栈的连接请求没给到进程，还是进程accept链路慢了，或者recv数据慢了，记录如下：

netstat -anpl |grep -i 57372
tcp        0      0 127.0.0.1:57372         127.0.0.1:7010          ESTABLISHED 15044/curl
tcp       86      0 127.0.0.1:7010          127.0.0.1:57372         ESTABLISHED -

　可以看到，curl发送的请求，内核协议栈是已经接受了，但是对应的链路有个小小的细节，那就是establish状态的链接，进程号查不到。

我以前没有看过netstat的源码，只是通过strace大概知道netstat是去读取 /proc/net/tcp （或者/proc/net/tcp6）　来获取链接信息的，

 cat /proc/net/tcp
  sl  local_address rem_address   st tx_queue rx_queue tr tm->when retrnsmt   uid  timeout inode
   0: 00000000:18A7 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 31915 1 ffff88057f2b9000 100 0 0 10 0
   1: 0100007F:158E 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000  2000        0 24924 1 ffff8800acf58000 100 0 0 10 0
   2: 00000000:006F 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 9479 1 ffff880182c80000 100 0 0 10 0
   3: 00000000:18B0 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 31914 1 ffff88057f2b8800 100 0 0 10 0
   4: 017AA8C0:0035 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 17065 1 ffff88056d3d8000 100 0 0 10 0
   5: 00000000:0016 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 28681 1 ffff8802b8bd8000 100 0 0 10 0
   6: 0100007F:0277 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 26547 1 ffff88057f2b8000 100 0 0 10 0
   7: 0100007F:0019 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 30024 1 ffff88058e678000 100 0 0 10 0

　　但是netstat -anpl怎么关联最后一列的进程信息不清楚，下载一份netstat源码，发现它是在循环遍历/proc下的进程，然后读取/proc/进程/fd/xx ，

(gdb) p readlink(line, lname, sizeof(lname) - 1)
$34 = 14
(gdb) p lname
$35 = "socket:[31915]\000erfd]\000d\000\000\000\000\000\000\000"

　　然后通过调用extract_type_1_socket_inode 之类的来隔离出上面的 socket 的fd为 31915 ，读取之后，将对应的进程和进程名格式化，然后和socket的inode 存在一个map中。

遍历所有的/proc下的进程，这个过程太重，存在map之后，通过读取 /proc/net/tcp 中符合要求的socket，将其fd那一列的数字作为索引到 map 中去查找进程号，然后打印出来。

Breakpoint 2, finish_this_one (uid=0, inode=31915, timers=0x7fffffffc010 "") at netstat.c:593
593 {
(gdb) bt
#0  finish_this_one (uid=0, inode=31915, timers=0x7fffffffc010 "") at netstat.c:593
#1  0x0000000000406eb7 in tcp_do_one (lnr=lnr@entry=1,
    line=line@entry=0x7fffffffc190 "   0: 00000000:18A7 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 31915                         1 ffff88057f2b9000 100 0 0 10 0", ' ' <repeats 21 times>, "\n", prot=prot@entry=0x41413f "tcp") at netstat.c:1056
#2  0x000000000040728f in tcp_info () at netstat.c:1061
#3  0x0000000000402956 in main (argc=2, argv=<optimized out>) at netstat.c:2172
(gdb) fr 1
#1  0x0000000000406eb7 in tcp_do_one (lnr=lnr@entry=1,
    line=line@entry=0x7fffffffc190 "   0: 00000000:18A7 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 31915                         1 ffff88057f2b9000 100 0 0 10 0", ' ' <repeats 21 times>, "\n", prot=prot@entry=0x41413f "tcp") at netstat.c:1056
1056            finish_this_one(uid,inode,timers);
(gdb) p line
$46 = 0x7fffffffc190 "   0: 00000000:18A7 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000     0        0 31915 1 ffff88057f2                        b9000 100 0 0 10 0", ' ' <repeats 21 times>, "\n"
(gdb) p inode
$47 = 31915　　

知道了这个关联的原理之后，基本就可以确定，我们应用进程 并没有及时来 accept 。

我们知道，accept的调用原理是：accept() -> sys_accept4() -> inet_accept() -> inet_csk_accept()

可以看到，accept作用是返回一个已经建立连接的socket(即经过了三次握手)，这个过程和协议栈是异步的，accept()并不亲自去处理三次握手过程，而只是监听icsk_accept_queue队列，当有socket经过了三次握手，它就会被加到icsk_accept_queue中，所以accept要做的就是等待队列中插入socket，然后被唤醒并返回这个socket。而三次握手的过程完全是协议栈本身去完成的。

所以我们看到了上面的，已经establish的链路，由于业务进程没有及时去accept 导致可以看到 没有进程关联的链路。

对于阻塞的socket，accept是一直等待的，则会在下面的 sk_state_change 中被唤醒。

	case TCP_SYN_RECV:
		if (!acceptable)
			return 1;
 
		/* Once we leave TCP_SYN_RECV, we no longer need req
		 * so release it.
		 */
		if (req) {
			synack_stamp = tcp_rsk(req)->snt_synack;
			tp->total_retrans = req->num_retrans;
			reqsk_fastopen_remove(sk, req, false);
		} else {
			synack_stamp = tp->lsndtime;
			/* Make sure socket is routed, for correct metrics. */
			icsk->icsk_af_ops->rebuild_header(sk);
			tcp_init_congestion_control(sk);
 
			tcp_mtup_init(sk);
			tp->copied_seq = tp->rcv_nxt;
			tcp_init_buffer_space(sk);
		}
		smp_mb();
		tcp_set_state(sk, TCP_ESTABLISHED);//设置为establish，注意这个时候，还没通知用户accept
		sk->sk_state_change(sk);//这个sk是新创建的sock，而不是listen的sk，唤醒等待在 sk->sk_wq 上的进程

　　而对于非阻塞的socket，则需要在poll之类的异步收请求函数中去调用对应listen socket 去 accept 这个连接。这个nginx没有及时去accept链路的原因是，调用的lua模块出现大的死循环。

结论：

1.不要使用netstat，太重，大家一定要使用ss替代。

2.在accept的调用之前，已经处于establish状态的socket的inode也是没有关联到进程的。