Nginx源码分析—HTTP模块之TCP连接建立过程详解

       Nginx源码中HTTP模块的TCP连接建立过程详细解析如下：

       首先，监听套接字的码导初始化由ngx_/qinlizhong1/...

TCP之深入浅出send&recv

       接触过网络开发的人，了解上层应用如何使用send函数发送数据以及recv接收数据。码导但是码导，send和recv的码导实现原理是什么？本文将简单介绍TCP中发送缓冲区和接收缓冲区的作用，并讲解Linux系统下TCP发送和接收数据的码导分类页面源码具体实现。

       缓冲区在数据传输中起着临时缓存的码导作用。发送端将数据拷贝到发送缓冲区后，码导立即返回应用层执行其他操作，码导而接收端则将网络中的码导数据拷贝到缓冲区等待应用层读取。

       发送缓冲区在应用层调用send()发送数据时，码导数据会被拷贝到socket的码导内核发送缓冲区。send()函数在应用层返回时，码导并不一定意味着数据已经发送到对端，码导而是码导数据已放入socket的内核发送缓冲区。

       Linux内核提供两种方式查看tcp缓冲区大小：通过/etc/sysctl.ronf下的net.ipv4.tcp_wmem值或命令'cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem'。以笔者服务器为例，发送缓冲区大小为、、。

       通过程序可以修改当前tcp socket的发送缓冲区大小，只影响特定的socket。

       接收缓冲区用于缓存网络上来的dnf内部源码数据，直至应用进程读取为止。当应用进程未读取数据且接收缓冲区已满时，收端会通知发端接收窗口关闭（win=0），实现TCP的流量控制。

       接收缓冲区大小可以通过查看/etc/sysctl.ronf下的net.ipv4.tcp_rmem值或命令'cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem'获取。同样，可以通过修改程序大小修改接收缓冲区，仅影响当前特定socket。

       TCP的四层模型包括应用层、传输层、网络层和数据链路层。应用层创建socket并建立连接后，可以调用send函数发送数据。传输层处理数据，以TCP为例，其主要功能包括流量控制、拥塞控制等。

       当发送数据时，数据会从应用层、传输层、网络层、数据链路层依次传递。论文pdf源码上图为send函数源码调用逻辑图，若对源码感兴趣，可查阅net/tcp.c获取详细实现。

       recv函数实现类似，从数据链路层接收数据帧，通过网卡驱动处理后，进入内核进行协议层处理，最终将数据放入socket的接收缓冲区。

       在实际应用中，非阻塞send时，发送端可能发送了大量数据，但实际只发送了部分，缓冲区中仍有大量数据未发送。接收端recv获取数据时，可能只收到部分数据。这种情况下，应用层需要正确处理超时、断开连接等情况。

       总结来说，TCP的send和recv函数分别在应用层和传输层实现数据的发送和接收，通过内核的缓冲区控制数据的流动。正确理解这些原理对于网络编程至关重要。one歌曲源码

从 Linux源码 看 Socket(TCP)的accept

       从 Linux 源码角度探究 Server 端 Socket 的 Accept 过程（基于 Linux 3. 内核），以下是一系列关键步骤的解析。

       创建 Server 端 Socket 需依次执行 socket、bind、listen 和 accept 四个步骤。其中，socket 系统调用创建了一个 SOCK_STREAM 类型的 TCP Socket，其操作函数为 TCP Socket 所对应的 ops。在进行 Accept 时，关键在于理解 Accept 的功能，即创建一个新的 Socket 与对端的 connect Socket 进行连接。

       在具体实现中，核心函数 sock->ops->accept 被调用。关注 TCP 实现即 inet_stream_ops->accept，其进一步调用 inet_accept。核心逻辑在于 inet_csk_wait_for_connect，用于管理 Accept 的超时逻辑，避免在超时时惊群现象的发生。

       EPOLL 的实现中，"惊群"现象是由水平触发模式下 epoll_wait 重新塞回 ready_list 并唤醒多个等待进程导致的。虽然 epoll_wait 自身在有中断事件触发时不惊群，但水平触发机制仍会造成类似惊群的ocelot源码分析效应。解决此问题，通常采用单线程专门处理 accept，如 Reactor 模式。

       针对"惊群"问题，Linux 提供了 so_reuseport 参数，允许多个 fd 监听同一端口号，内核中进行负载均衡（Sharding），将 accept 任务分散到不同 Socket 上。这样，可以有效利用多核能力，提升 Socket 分发能力，且线程模型可改为多线程 accept。

       在 accept 过程中，accept_queue 是关键成员，用于填充添加待处理的连接。用户线程通过 accept 系统调用从队列中获取对应的 fd。值得注意的是，当用户线程未能及时处理时，内核可能会丢弃三次握手成功的连接，导致某些意外现象。

       综上所述，理解 Linux Socket 的 Accept 过程需要深入源码，关注核心函数与机制，以便优化 Server 端性能，并有效解决"惊群"等问题，提升系统处理能力。

从Linux源码看Socket(TCP)的listen及连接队列

       了解Linux内核中Socket (TCP)的"listen"及连接队列机制是深入理解网络编程的关键。本文将基于Linux 3.内核版本，从源码角度解析Server端Socket在进行"listen"时的具体实现。

       建立Server端Socket需要经历socket、bind、listen、accept四个步骤。本文聚焦于"listen"步骤，深入探讨其内部机理。

       通过socket系统调用，我们可以创建一个基于TCP的Socket。这里直接展示了与TCP Socket相关联的操作函数。

       接着，我们深入到"listen"系统调用。注意，glibc的INLINE_SYSCALL对返回值进行了封装，仅保留0和-1两种结果，并将错误码的绝对值记录在errno中。其中，backlog参数至关重要，设置不当会引入隐蔽的陷阱。对于Java开发者而言，框架默认backlog值较小（默认），这可能导致微妙的行为差异。

       进入内核源码栈，我们发现内核对backlog值进行了调整，限制其不超过内核参数设置的somaxconn值。

       核心调用程序为inet_listen。其中，除了fastopen外的逻辑（fastopen将在单独章节深入讨论）最终调用inet_csk_listen_start，将sock链入全局的listen hash表，实现对SYN包的高效处理。

       值得注意的是，SO_REUSEPORT特性允许不同Socket监听同一端口，实现内核级的负载均衡。Nginx 1.9.1版本启用此功能后，性能提升3倍。

       半连接队列与全连接队列是连接处理中的关键组件。通常提及的sync_queue与accept_queue并非全貌，sync_queue实际上是syn_table，而全连接队列为icsk_accept_queue。在三次握手过程中，这两个队列分别承担着不同角色。

       在连接处理中，除了qlen与sk_ack_backlog计数器外，qlen_young计数器用于特定场景下的统计。SYN_ACK的重传定时器在内核中以ms为间隔运行，确保连接建立过程的稳定。

       半连接队列的存在是为抵御半连接攻击，避免消耗大量内存资源。通过syn_cookie机制，内核能有效防御此类攻击。

       全连接队列的最大长度受到限制，超过somaxconn值的连接会被内核丢弃。若未启用tcp_abort_on_overflow特性，客户端可能在调用时才会察觉到连接被丢弃。启用此特性或增大backlog值是应对这一问题的策略。

       backlog参数对半连接队列容量产生影响，导致内核发送cookie校验时出现常见的内存溢出警告。

       总结而言，TCP协议在数十年的演进中变得复杂，深入阅读源码成为分析问题的重要途径。本文深入解析了Linux内核中Socket (TCP)的"listen"及连接队列机制，旨在帮助开发者更深入地理解网络编程。

通过源码理解http层和tcp层的keep-alive

       理解HTTP层与TCP层的keep-alive机制是提升网络通信效率的关键。本文将通过源码解析，深入探讨如何在HTTP与TCP层实现keep-alive功能。

       1.

       HTTP层的keep-alive

       以nginx为例，解析HTTP报文时，若客户端发送了connection:keep-alive头，则nginx将维持此连接。配置中设定的过期时间与请求数限制，通过解析头信息与设置全局变量实现。

       在解析HTTP头后，通过查找配置中的对应处理函数，进一步处理长连接。当处理完一个HTTP请求时，NGINX将连接状态标记为长连接，并设置相应标志。当连接达到配置的时间或请求数限制时，NGINX将关闭连接，释放资源。

       2.

       TCP层的keep-alive

       TCP层提供的keep-alive功能更为全面，通过Linux内核配置进行调整。默认配置与阈值设定共同作用于keep-alive功能。

       通过setsockopt函数可动态设置TCP层的keep-alive参数，实现不同场景下的keep-alive策略。超时处理通过系统内核函数完成，确保在长时间无数据传输时，能够及时释放资源，避免占用系统连接。

       总结：HTTP层与TCP层的keep-alive机制通过不同方式实现长连接的维护与管理，有效提高了网络通信的效率与资源利用率。深入理解其源码实现，有助于在实际应用中更灵活地配置与优化网络连接策略。