套接字和文件描述符的重用（或缺乏）

Question

在下面的服务器代码中调用socket后，我遇到了“打开文件过多”的错误。这段代码会反复调用，并且仅在server_SD获取值1022后才会出现此错误。因此，我认为我已经达到了由“ulimit -n”规定的1024的限制。但我不明白的是，我关闭了Socket，这应使fd可重用，但似乎并没有发生这种情况。

注意：使用Linux，并且客户端也已关闭。否则，我不是root用户，因此无法移动限制。我一次应最多打开约20个套接字。在程序的整个生命周期中，我希望打开和关闭近1000000个套接字（因此需要非常强大的重用）。

  server_SD = socket (AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
  bind (server_SD, (struct sockaddr *) &server_address, server_len)  
  listen (server_SD,1)  
  client_SD = accept (server_SD, (struct sockaddr *)&client_address, &client_len)  
  // read, write etc...   
  shutdown (server_SD, 2);  
  close (server_SD)

有人知道如何保证闭合性和可重用性吗？

谢谢。

- Nigel

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客户端套接字怎么样？ - anon

代码看起来还行。你还打开了哪些文件描述符？你打开了 1022 个文件描述符。在调试过程中，请检查 socket 返回的值，找出它们为什么会增加的原因。也就是说，要检查调用 open、fopen、pipe、popen 等函数的返回值，在两个 socket 调用之间进行检查。 - William Pursell

你是否实际上在任何地方关闭了 client_SD？ - MarkR

是的，MarkR，客户端也关闭了。 - Nigel

是的，那就是问题所在... 在关闭服务器之前需要先关闭客户端（与我上面的代码顺序相反！）感谢所有提供建议的人！ - Nigel

Answer 1

使用--track-fds=yes选项在valgrind下运行您的程序：

valgrind --track-fds=yes myserver

如果你的程序使用了包装器或者将自己放在后台运行，你可能还需要添加--trace-children=yes选项。

如果程序没有自动退出，在它累积了一些泄漏文件描述符之后，请使用"kill pid"（不是-9）中断或杀死该进程。退出时，valgrind会显示仍然打开的文件描述符以及它们创建时对应的堆栈跟踪。

在strace下运行程序以记录所有系统调用也可能很有帮助。另一个有用的命令是/usr/sbin/lsof -p pid，可以显示所有当前使用的文件描述符以及它们的用途。

- mark4o

Answer 2

从你的描述中看起来，你为每个accept(2)打开了服务器套接字。这是不必要的。只需创建一次服务器套接字，绑定(bind(2))它，监听(listen(2))，然后在循环中调用accept(2)(或者更好的方法是将它传递给poll(2))。

另外，对监听套接字使用shutdown(2)是完全没有意义的，它仅适用于已连接的套接字。

- Nikolai Fetissov

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正确，我正在为每个接受打开服务器套接字。然而，以这种方式重新组织我的程序是不可能的，我需要保持端口和服务器之间严格的1:1耦合。此外，这并不能解释为什么fd无法被释放。 - Nigel

你每次绑定服务器套接字时端口都不同吗？ - Nikolai Fetissov

Answer 3

也许你的问题是没有指定 SO_REUSEADDR 标志？

来自 socket 手册：

SO_REUSEADDR 表示在验证 bind(2) 调用中提供的地址时使用的规则应允许重用本地地址。对于 PF_INET 套接字，这意味着套接字可以绑定，但当地址绑定到活动侦听套接字时除外。当侦听套接字绑定到 INADDR_ANY 且特定端口时，则无法将其绑定到任何本地地址的此端口。

- ire_and_curses

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是的，我正在使用“SO_REUSEADDR”： int yes = 1; setsockopt(server_SD,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&yes,sizeof(int)); - Nigel

Answer 4

你是否在使用fork()？如果是的话，你的子进程可能继承了已打开的文件描述符。 如果是这种情况，你应该让子进程关闭任何不属于它的文件描述符。

- Hasturkun

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不要使用fork。我的客户端进程是通过系统调用生成的，并且不会从服务器/父进程继承任何内容。 - Nigel

Answer 5

这看起来像是你可能有一个“TIME_WAIT”问题。如果我没记错，TIME_WAIT是TCP套接字可以处于的状态之一，当双方关闭连接时它被输入，但系统会保留该套接字一段时间，以避免延迟的消息被接受为后续连接的正确负载。

你应该看看this（第99页底部和第100页顶部）。也许还要看看other question。

- Florian

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我已经使用了以下代码： setsockopt(server_SD, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &l, sizeof (l)); 其中，l的值为0。因此，套接字不应该停留。此外，通过查看netstat，我发现连接很快就会消失，但是“ls /proc/<pid>/fd”告诉我文件描述符没有被释放。 - Nigel

如果拥有TIME_WAIT套接字的进程已经关闭了它们，那么它们不应该消耗文件描述符。 - MarkR

使用SO_REUSEADDR而不是SO_LINGER，除非您确切地了解两个选项的作用。 - Kristof Provost

我相信我可以，你是说它们不应该同时使用吗？ - Nigel

Answer 6

关闭服务器之前需要关闭客户端（与我上面的代码顺序相反！）
感谢所有提供建议的人！

- Nigel