close与shutdown

　　首先看一个例子，如下图所示：

当我们客户端发送ABCD再close套接字的时候，服务器端的接收通道也被关闭了，将无法接收ABCD的数据。如果想要仅仅关闭发送通道，保留接收通道，可以使用shutdown。

一、close与shutdown 的区别：
　　1、close终止了数据传送的两个方向
　　2、shutdown 可以有选择的终止某个方向的数据传送或者数据传送的两个方向、

二、shutdown 如果howto=1(SHUT_WR)，就可以保证对等方接收到一个EOF字符，而不管其他进程是否已经打开了套接字（不管引用计数是否为1都激发TCP的正常终止连接）。而close不能保证（详见下面三中的例子，conn引用计数减为0才关闭），直到套接字引用计数减
位0时才发送。也就是说直到所有的进程都关闭了套接字。

三、
　　int shutdown(int sockfd,int howto)
　　　　howto=SHUT_RD (0)关闭连接的读的一半，不再接收数据
　　　　howto=SHUT_WR (1)关闭连接的写的一半，
　　　　howto=SHUT_RDWR(2)
例子：
int conn;
pid_t pid=fork();
if(pid==-1)
ERR_EXIT("fork");
if(pid==0)     //子进程
{
 　　close(sock);

　　....       //通信
　　close(conn);//子进程使用完conn，close conn 引用计数减为0，这时才会向双方发送FIN段。
}else if(pid>0)   //父进程
{
　　close(conn);//父进程不会向客户端发送FIN.要考虑到引用计数。close(conn) 父进程用不到conn，将conn引用计数减一 。 shutdown(conn，SHUT_WR) 的话不理会引用计数，直接向对方发送FIN段
}

下面程序对比说明close与shutdown的区别：

客户端程序：

/*
一、close与shutdown 的区别：
1、close终止了数据传送的两个方向
2、shutdown 可以有选择的终止某个方向的数据传送或者数据传送的两个方向、
二、shutdown 如果howto=1，就可以保证对等方接收到一个EOF字符，而不管其他进程是否已经打开了
套接字（不管引用计数是否为1都激发TCP的正常终止连接）。而close不能保证，直到套接字引用计数减
位0时才发送。也就是说直到所有的进程都关闭了套接字。
三、
    int shutdown(int sockfd,int howto)
    howto=SHUT_RD   关闭连接的读的一半，不再接收数据
    howto=SHUT_WR   关闭连接的写的一半，
    howto=SHUT_RDWR
例子：
int conn;
pid_t pid=fork();
if(pid==-1)
    ERR_EXIT("fork");
if(pid==0)
{
    close(sock);
    close(conn);//这时才会向双方发送FIN段。
}else if(pid>0)
{
    close(conn);//不会向客户端发送FIN
}
*/
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<signal.h>
#include <sys/time.h>

#define ERR_EXIT(m)\
    do\
    {\
        perror(m);\
        exit(EXIT_FAILURE);\
    }while(0)
ssize_t readn(int fd,void *buf,size_t count)
{
    size_t nleft=count;
    ssize_t nread;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(nleft>0)
    {
        if((nread=read(fd,bufp,nleft))<0)
        {
            if(errno==EINTR)
                continue;
            else
                return -1;
        }
        else if(nread==0)
            return (count-nleft);
        bufp+=nread;
        nleft-=nread;
    }
    return count;
}
ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft=count;
    ssize_t nwritten;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(nleft>0)
    {
        if((nwritten=write(fd,bufp,nleft))<=0)
        {
            if(errno==EINTR)
                continue;
            return -1;
        }else if(nwritten==0)
            continue;
        bufp+=nwritten;
        nleft-=nwritten;
    }
    return count;

}
ssize_t recv_peek(int sockfd,void *buf,size_t len)
{
    while(1)
    {
        int ret=recv(sockfd,buf,len,MSG_PEEK);//从sockfd读取内容到buf,但不去清空sockfd,偷窥
        if(ret==-1&&errno==EINTR)
            continue;
        return ret;
    }
}
//偷窥方案实现readline避免一次读取一个字符
ssize_t readline(int sockfd,void * buf,size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    size_t nleft=maxline;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(1)
    {
        ret=recv_peek(sockfd,bufp,nleft);//不清除sockfd,只是窥看
        if(ret<0)
            return ret;
        else if(ret==0)
            return ret;
        nread=ret;
        int i;
        for(i=0;i<nread;i++)
        {
            if(bufp[i]=='\n')
            {
                ret=readn(sockfd,bufp,i+1);//读出sockfd中的一行并且清空
                if(ret!=i+1)
                    exit(EXIT_FAILURE);
                return ret;
            }
        }
        if(nread>nleft)
            exit(EXIT_FAILURE);
        nleft-=nread;
        ret=readn(sockfd,bufp,nread);
        if(ret!=nread)
            exit(EXIT_FAILURE);
        bufp+=nread;//移动指针继续窥看
    }
    return -1;
}
void echo_cli(int sock)
{
/*
    char sendbuf[1024]={0};
    char recvbuf[1024]={0};
    while(fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin)!=NULL)//默认有换行符
    {

        writen(sock,sendbuf,strlen(sendbuf));
        int ret=readline(sock,recvbuf,1024);
        if(ret==-1)
            ERR_EXIT("readline");
        else if(ret==0)
        {
            printf("service closed\n");
            break;
        }
        fputs(recvbuf,stdout);
        memset(sendbuf,0,sizeof(sendbuf));
        memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
    }
*/
    char sendbuf[1024]={0};
    char recvbuf[1024]={0};
    fd_set rset;
    FD_ZERO(&rset);//初始化
    int nready;//准备好的个数
    int maxfd;
    int fd=fileno(stdin);//防止STDIN_FILLENO被重定向
    if(fd>sock)
        maxfd=fd;
    else
        maxfd=sock;
    int stdineof=0;//标准输入是否被终止了（Ctrl+D）
    while(1)
    {
        if(stdineof==0)  FD_SET(fd,&rset);//循环中,shutdown之后继续循环的时候，stdin就已经要被清除不能再放在select监听
        FD_SET(sock,&rset);
        nready=select(maxfd+1,&rset,NULL,NULL,NULL);
        if(nready==-1)
            ERR_EXIT("select error");
        if(nready==0)
            continue;
        if(FD_ISSET(sock,&rset))
        {
            int ret=readline(sock,recvbuf,sizeof(recvbuf));
            if(ret==-1)
                ERR_EXIT("readline error");
            else if(ret==0)
            {
                ERR_EXIT("serve closed");
                break;
            }
            fputs(recvbuf,stdout);
            memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
        }
        if(FD_ISSET(fd,&rset))
        {
            if(fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin)==NULL)//输入两行再按下ctrl+D后，服务器收到消息4秒之后才能回射
                                    //但套接字被close了
            {
                /*
                close(sock);//实验，一旦收到EOF，关闭套接字。既不能接收也不能发送。而且服务器端也会崩溃？？？  （服务器端有无SIGPIPE信号处理的话）
                sleep(5);
                exit(EXIT_FAILURE);
                */
                shutdown(sock,SHUT_WR);//shutdown关闭可以产生回射，可以继续读数据和对面的关闭通知
                stdineof=1;
            }
            else
            {
                writen(sock,sendbuf,strlen(sendbuf));
                memset(sendbuf,0,sizeof(sendbuf));
            }
        }
    }

}
void handle_sigpipe(int sig)
{
    printf("recive a signal=%d\n",sig);

}
int main(void)
{
        signal(SIGPIPE,handle_sigpipe);//捕捉第二次write的SIGPIPE信号,默认终止进程
        int sock;
        if((sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP))<0)
            ERR_EXIT("socket error");

        struct sockaddr_in servaddr;//本地协议地址赋给一个套接字
        memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
        servaddr.sin_family=AF_INET;
        servaddr.sin_port=htons(5188);

        servaddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//服务器段地址
        //inet_aton("127.0.0.1",&servaddr.sin_addr);

        if(connect(sock,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0)
            ERR_EXIT("connect");

        //利用getsockname获取客户端本身地址和端口,即为对方accept中的对方套接口
        struct sockaddr_in localaddr;
        socklen_t addrlen=sizeof(localaddr);
        if(getsockname(sock,(struct sockaddr *)&localaddr,&addrlen)<0)
            ERR_EXIT("getsockname error");
        printf("local IP=%s, local port=%d\n",inet_ntoa(localaddr.sin_addr),ntohs(localaddr.sin_port));
        //使用getpeername获取对方地址
    echo_cli(sock);//选择一个与服务器通信
    return 0;
}

　　服务器端程序：

/*
服务器进程要处理SIGPIPE信号，避免被该信号终止进程。利用shutdown函数我们还能够使得
服务器能够将接收到的内容回射回去
*/

#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<signal.h>
#include<sys/wait.h>
#define ERR_EXIT(m)\
    do\
    {\
        perror(m);\
        exit(EXIT_FAILURE);\
    }while(0)
ssize_t readn(int fd,void *buf,size_t count)
{
    size_t nleft=count;
    ssize_t nread;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(nleft>0)
    {
        if((nread=read(fd,bufp,nleft))<0)
        {
            if(errno==EINTR)
                continue;
            else
                return -1;
        }
        else if(nread==0)
            return (count-nleft);
        bufp+=nread;
        nleft-=nread;
    }
    return count;
}
ssize_t writen(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    size_t nleft=count;
    ssize_t nwritten;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(nleft>0)
    {
        if((nwritten=write(fd,bufp,nleft))<=0)
        {
            if(errno==EINTR)
                continue;
            return -1;
        }else if(nwritten==0)
            continue;
        bufp+=nwritten;
        nleft-=nwritten;
    }
    return count;

}
ssize_t recv_peek(int sockfd,void *buf,size_t len)
{
    while(1)
    {
        int ret=recv(sockfd,buf,len,MSG_PEEK);//从sockfd读取内容到buf,但不去清空sockfd,偷窥
        if(ret==-1&&errno==EINTR)
            continue;
        return ret;
    }
}
//偷窥方案实现readline避免一次读取一个字符
ssize_t readline(int sockfd,void * buf,size_t maxline)
{
    int ret;
    int nread;
    size_t nleft=maxline;
    char *bufp=(char*)buf;
    while(1)
    {
        ret=recv_peek(sockfd,bufp,nleft);//不清除sockfd,只是窥看
        if(ret<0)
            return ret;
        else if(ret==0)
            return ret;
        nread=ret;
        int i;
        for(i=0;i<nread;i++)
        {
            if(bufp[i]=='\n')
            {
                ret=readn(sockfd,bufp,i+1);//读出sockfd中的一行并且清空
                if(ret!=i+1)
                    exit(EXIT_FAILURE);
                return ret;
            }
        }
        if(nread>nleft)
            exit(EXIT_FAILURE);
        nleft-=nread;
        ret=readn(sockfd,bufp,nread);
        if(ret!=nread)
            exit(EXIT_FAILURE);
        bufp+=nread;//移动指针继续窥看
    }
    return -1;
}
void handle_sigchld(int sig)
{

    while(waitpid(-1,NULL, WNOHANG)>0)
        ;

}
void handle_sigpipe(int sig)
{
    printf("recevie a sig=%d\n",sig);//打印，不退出服务器进程
}
int main(void)
{    

    signal(SIGCHLD,handle_sigchld);
    //signal(SIGPIPE,SIG_IGN);//忽略sigpipe信号
    signal(SIGPIPE,handle_sigpipe);
    int listenfd;
    if((listenfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP))<0)
        ERR_EXIT("socket error");
    //if((listenfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0)

    //本地协议地址赋给一个套接字
    struct sockaddr_in servaddr;
    memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family=AF_INET;
    servaddr.sin_port=htons(5188);
    servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);//表示本机地址

    //开启地址重复使用,关闭服务器再打开不用等待TIME_WAIT
    int on=1;
    if(setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on))<0)
        ERR_EXIT("setsockopt error");
    //绑定本地套接字
    if(bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr))<0)
        ERR_EXIT("bind error");
    if(listen(listenfd,SOMAXCONN)<0)//设置监听套接字(被动套接字)
        ERR_EXIT("listen error");

    struct sockaddr_in peeraddr;//对方套接字地址
    socklen_t peerlen=sizeof(peeraddr);

/*
    pid_t pid;
    while(1){
        if((conn=accept(listenfd,(struct sockaddr*)&peeraddr,&peerlen))<0)
            ERR_EXIT("accept error");
        //连接好之后就构成连接，端口是客户端的。peeraddr是对端
        printf("ip=%s port=%d\n",inet_ntoa(peeraddr.sin_addr),ntohs(peeraddr.sin_port));
        pid=fork();
        if(pid==-1)
            ERR_EXIT("fork");
        if(pid==0){
                close(listenfd);
                echo_srv(conn);
                //某个客户端关闭，结束该子进程,否则子进程也去接受连接
                //虽然结束了exit退出，但是内核还保留了其信息，父进程并未为其收尸。
                exit(EXIT_SUCCESS);
        }else     close(conn);
    }
*/
    int client[FD_SETSIZE];//select最大文件描述符,用来保存已连接文件描述符。
    int i=0;
    for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++)
    {
        client[i]=-1;
    }
    int conn;//已连接套接字(主动套接字)
    int nready;
    int maxi=0;//最大不空闲位置
    int maxfd=listenfd;
    fd_set rset,allset;
    FD_ZERO(&rset);
    FD_ZERO(&allset);
    FD_SET(listenfd,&allset);
    while(1)
    {
        rset=allset;
        nready=select(maxfd+1,&rset,NULL,NULL,NULL);//如果是监听套接口(服务器)，已完成连接队列不为空时,accept不再阻塞；
        if(nready==-1)
        {
            if(errno==EINTR)
                continue;
            ERR_EXIT("select error");
        }
        if(nready==0)
            continue;
        if(FD_ISSET(listenfd,&rset))//监听口有事件，已完成队列不为空
        {
            conn=accept(listenfd,(struct sockaddr*)&peeraddr,&peerlen);
            if(conn==-1)
                ERR_EXIT("accept error");
            for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++)
            {
                if(client[i]<0)
                {
                    client[i]=conn;
                    if(i>maxi)
                        maxi=i;//更新最大不空闲位置
                    break;
                }

            }
            if(i==FD_SETSIZE)
            {
                fprintf(stderr,"too many clents\n");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
            printf("ip=%s port=%d\n",inet_ntoa(peeraddr.sin_addr),ntohs(peeraddr.sin_port));

            FD_SET(conn,&allset);//将已连接套接字描述符放入allset，用于监测已连接套接口是否有客户端数据到来
            if(conn>maxfd)
                maxfd=conn;//更新maxfd
            if(--nready<=0)
                continue;//如果事件已经处理完，就继续循环监听，不再执行以下代码

        }
        for(i=0;i<=maxi;i++)//小于等于
        {
            conn=client[i];
            if(conn==-1)
                continue;
            if(FD_ISSET(conn,&rset))//已经连接套接字是否有事件，不用while(1)循环处理客户端发送，有select监听。
            {
                int ret;
                char recvbuf[1024];
                memset(&recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
                ret=readline(conn,recvbuf,1024);
                if(ret==-1)
                    ERR_EXIT("readline");
                else if(ret==0)
                {
                    printf("client close\n");
                    FD_CLR(conn,&allset);//客户端清理，select就不用去监听
                    client[i]=-1;
                    close(conn);//前面程序BUG，对方关闭之后，我们服务器也要关闭套接口。让客户端接收到通知
                }
                fputs(recvbuf,stdout);
                sleep(4);//服务器睡眠4秒。再回射数据，不马上回射过去。服务器收到客户端的数据等待4秒才回射。
                    //如果客户端用close关闭套接字，则不能回射回去。
    //由于对方关闭，返回RST字段,再次写的时候遇到RST段产生SIGPIPE信号会终止服务器，所以服务器需要加一个信号处理程序处理SIGPIPE信号。
                writen(conn,recvbuf,strlen(recvbuf));//write :aaa  bbb ,RST,写aaa接收bbb,再bbb,有了SIGPIPE
                if(--nready==0)
                    break;
            }
        }
    }
    return 0;
}