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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絡問題：又被鵝廠搞懵了！當時我的關注點放在了「TIME_WAIT 狀態(tài)下，接收到了數(shù)據(jù)包會怎么處理？」然后那篇文章留言區(qū)有人說這題的重點并不是想問「在 TIME_WAIT 狀態(tài)下對數(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 報文」。隨后，我自己去看了 Linux 的源碼，驗證了這位讀者的思路是沒問題的。果然一個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。這道鵝廠的網絡題可能是提問的讀者表述有問題，因為如果 FIN 報文比數(shù)據(jù)包先抵達客戶端，此時 FIN 報文其實是一個亂序的報文，此時客戶端的 TCP 連接并不會從 FIN_WAIT_2 狀態(tài)轉換到 TIME_WAIT 狀態(tài)。

因此，我們要關注到點是看「在 FIN_WAIT_2 狀態(tài)下，是如何處理收到的亂序到 FIN 報文，然后 TCP 連接又是什么時候才進入到 TIME_WAIT 狀態(tài)?」。
我這里先直接說結論：在 FIN_WAIT_2 狀態(tài)時，如果收到亂序的 FIN 報文，那么就被會加入到「亂序隊列」，并不會進入到 TIME_WAIT 狀態(tài)。等再次收到前面被網絡延遲的數(shù)據(jù)包時，會判斷亂序隊列有沒有數(shù)據(jù)，然后會檢測亂序隊列中是否有可用的數(shù)據(jù)，如果能在亂序隊列中找到與當前報文的序列號保持的順序的報文，就會看該報文是否有 FIN 標志，如果發(fā)現(xiàn)有 FIN 標志，這時才會進入 TIME_WAIT 狀態(tài)。我也畫了一張圖，大家可以結合著圖來理解。

TCP 源碼分析

接下來，我?guī)Т蠹铱纯丛创a，聽到要源碼分析，可能有的同學就慫了。其實要分析我們今天這個問題，只要懂 if else 就行了，我也會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。這次我們重點分析的是，在 FIN_WAIT_2 狀態(tài)下，收到 FIN 報文是如何處理的。在 Linux 內核里，當 IP 層處理完消息后，會通過回調?tcp_v4_rcv?函數(shù)將消息轉給 TCP 層，所以這個函數(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，在收到服務端的報文后，最終會調用 tcp_v4_do_rcv 函數(shù)。接下來，tcp_v4_do_rcv 方法會調用 tcp_rcv_state_process，在這里會根據(jù) TCP 狀態(tài)做對應的處理，這里我們只關注 FIN_WAIT_2 狀態(tài)。在上面這個代碼里，可以看到如果 shutdown 關閉了讀方向，那么在收到對方發(fā)來的數(shù)據(jù)包，則會回復 RST 報文。而我們這次的題目里， shutdown 只關閉了寫方向，所以會繼續(xù)往下調用 tcp_data_queue 函數(shù)（因為 case TCP_FIN_WAIT2 代碼塊里并沒有 break 語句，所以會走到該函數(shù)）。在上面的 tcp_data_queue 函數(shù)里，如果收到的報文的序列號是我們預期的，也就是有序的話：

• 會判斷該報文有沒有 FIN 標志，如果有的話就會調用 tcp_fin 函數(shù)，這個函數(shù)負責將 FIN_WAIT_2 狀態(tài)轉換為 TIME_WAIT。

• 接著還會看亂序隊列有沒有數(shù)據(jù)，如果有的話會調用 tcp_ofo_queue 函數(shù)，這個函數(shù)負責檢查亂序隊列中是否有數(shù)據(jù)包可用，即能不能在亂序隊列找到與當前數(shù)據(jù)包保持序列號連續(xù)的數(shù)據(jù)包。

而當收到的報文的序列號不是我們預期的，也就是亂序的話，則調用 tcp_data_queue_ofo 函數(shù)，將報文加入到亂序隊列，這個隊列的數(shù)據(jù)結構是紅黑樹。我們的題目里，客戶端收到的 FIN 報文實際上是一個亂序的報文，因此此時并不會調用 tcp_fin 函數(shù)進行狀態(tài)轉換，而是將報文通過 tcp_data_queue_ofo 函數(shù)加入到亂序隊列。然后當客戶端收到被網絡延遲的數(shù)據(jù)包后，此時因為該數(shù)據(jù)包的序列號是期望的，然后又因為上一次收到的亂序 FIN 報文被加入到了亂序隊列，表明亂序隊列是有數(shù)據(jù)的，于是就會調用 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，在亂序隊列中找到能與當前報文的序列號保持的順序的報文后，會看該報文是否有 FIN 標志，如果有的話，就會調用 tcp_fin() 函數(shù)。最后，我們來看看 tcp_fin 函數(shù)的處理?？梢钥吹?，如果當前的 TCP 狀態(tài)為 TCP_FIN_WAIT2，就會發(fā)送第四次揮手 ack，然后調用 tcp_time_wait 函數(shù)，這個函數(shù)里會將 TCP 狀態(tài)變更為 TIME_WAIT，并啟動 TIME_WAIT 的定時器。

怎么看 TCP 源碼？

之前有不少同學問我，我是怎么看 TCP 源碼的？其實我看 TCP 源碼，并不是直接打開 Linux 源碼直接看，因為 Linux 源碼實在太龐大了，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，我們可以去網上搜索下別人的源碼分析，網上已經有很多前輩幫我們分析了 TCP 源碼了，而且各個函數(shù)的調用鏈路，他們都有寫出來了。比如，你想了解 TCP 三次握手/四次揮手的源碼實現(xiàn)，你就可以以「TCP 三次握手/四次揮手的源碼分析」這樣關鍵字來搜索，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習 TCP 源碼的。網上的文章一般只會將重點的部分，很多代碼細節(jié)沒有貼出來，如果你想完整的看到函數(shù)的所有代碼，那就得看內核代碼了。這里推薦個看 Linux 內核代碼的在線網站：https://elixir.bootlin.com/linux/latest/source我覺得還是挺好用的，左側各個版本的代碼都有，右上角也可以搜索函數(shù)。所以，我看 TCP 源碼的經驗就是，先在網上找找前輩寫的 TCP 源碼分析，然后知道整個函數(shù)的調用鏈路后，如果想具體了解某個函數(shù)的具體實現(xiàn)，可以在我說的那個看 Linux 內核代碼的在線網站上搜索該函數(shù)，就可以看到完整的函數(shù)的實現(xiàn)。如果中途遇到看不懂的代碼，也可以將這個代碼復制到百度或者谷歌搜索，一般也能找到別人分析的過程。學會了看 TCP 源碼其實有助于我們分析一些異常問題，就比如今天這道網絡題目，在網上其實是搜索不出答案的，而且我們也很難用實驗的方式來模擬。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！??