1.TCP握手定理
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?2.TCP狀態
l? CLOSED：初始狀態，表示TCP連接是“關閉著的”或“未打開的”。
l? LISTEN?：表示服務器端的某個SOCKET處于監聽狀態，可以接受客戶端的連接。
l? SYN_RCVD?：表示服務器接收到了來自客戶端請求連接的SYN報文。在正常情況下，這個狀態是服務器端的SOCKET在建立TCP連接時的三次握手會話過程中的一個中間狀態，很短暫，基本上用netstat很難看到這種狀態，除非故意寫一個監測程序，將三次TCP握手過程中最后一個ACK報文不予發送。當TCP連接處于此狀態時，再收到客戶端的ACK報文，它就會進入到ESTABLISHED 狀態。
l? SYN_SENT?：這個狀態與SYN_RCVD 狀態相呼應，當客戶端SOCKET執行connect()進行連接時，它首先發送SYN報文，然后隨即進入到SYN_SENT 狀態，并等待服務端的發送三次握手中的第2個報文。SYN_SENT 狀態表示客戶端已發送SYN報文。
l? ESTABLISHED?：表示TCP連接已經成功建立。
l? FIN_WAIT_1?：這個狀態得好好解釋一下，其實FIN_WAIT_1 和FIN_WAIT_2 兩種狀態的真正含義都是表示等待對方的FIN報文。而這兩種狀態的區別是：FIN_WAIT_1狀態實際上是當SOCKET在ESTABLISHED狀態時，它想主動關閉連接，向對方發送了FIN報文，此時該SOCKET進入到FIN_WAIT_1 狀態。而當對方回應ACK報文后，則進入到FIN_WAIT_2 狀態。當然在實際的正常情況下，無論對方處于任何種情況下，都應該馬上回應ACK報文，所以FIN_WAIT_1 狀態一般是比較難見到的，而FIN_WAIT_2 狀態有時仍可以用netstat看到。
l? FIN_WAIT_2?：上面已經解釋了這種狀態的由來，實際上FIN_WAIT_2狀態下的SOCKET表示半連接，即有一方調用close()主動要求關閉連接。注意：FIN_WAIT_2 是沒有超時的（不像TIME_WAIT 狀態），這種狀態下如果對方不關閉（不配合完成4次揮手過程），那這個?FIN_WAIT_2 狀態將一直保持到系統重啟，越來越多的FIN_WAIT_2 狀態會導致內核crash。
l? TIME_WAIT?：表示收到了對方的FIN報文，并發送出了ACK報文。?TIME_WAIT狀態下的TCP連接會等待2*MSL（Max Segment Lifetime，最大分段生存期，指一個TCP報文在Internet上的最長生存時間。每個具體的TCP協議實現都必須選擇一個確定的MSL值，RFC 1122建議是2分鐘，但BSD傳統實現采用了30秒，Linux可以cat?/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout看到本機的這個值），然后即可回到CLOSED 可用狀態了。如果FIN_WAIT_1狀態下，收到了對方同時帶FIN標志和ACK標志的報文時，可以直接進入到TIME_WAIT狀態，而無須經過FIN_WAIT_2狀態。（這種情況應該就是四次揮手變成三次揮手的那種情況）
l??CLOSING?：這種狀態在實際情況中應該很少見，屬于一種比較罕見的例外狀態。正常情況下，當一方發送FIN報文后，按理來說是應該先收到（或同時收到）對方的ACK報文，再收到對方的FIN報文。但是CLOSING 狀態表示一方發送FIN報文后，并沒有收到對方的ACK報文，反而卻也收到了對方的FIN報文。什么情況下會出現此種情況呢？那就是當雙方幾乎在同時close()一個SOCKET的話，就出現了雙方同時發送FIN報文的情況，這是就會出現CLOSING 狀態，表示雙方都正在關閉SOCKET連接。
l? CLOSE_WAIT?：表示正在等待關閉。怎么理解呢？當對方close()一個SOCKET后發送FIN報文給自己，你的系統毫無疑問地將會回應一個ACK報文給對方，此時TCP連接則進入到CLOSE_WAIT狀態。接下來呢，你需要檢查自己是否還有數據要發送給對方，如果沒有的話，那你也就可以close()這個SOCKET并發送FIN報文給對方，即關閉自己到對方這個方向的連接。有數據的話則看程序的策略，繼續發送或丟棄。簡單地說，當你處于CLOSE_WAIT 狀態下，需要完成的事情是等待你去關閉連接。
l? LAST_ACK?：當被動關閉的一方在發送FIN報文后，等待對方的ACK報文的時候，就處于LAST_ACK 狀態。當收到對方的ACK報文后，也就可以進入到CLOSED 可用狀態了。
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LISTEN：等待從任何遠端TCP 和端口的連接請求。 SYN_SENT：發送完一個連接請求后等待一個匹配的連接請求。 SYN_RECEIVED：發送連接請求并且接收到匹配的連接請求以后等待連接請求確認。 ESTABLISHED：表示一個打開的連接，接收到的數據可以被投遞給用戶。連接的數據傳輸階段的正常狀態。 FIN_WAIT_1：等待遠端TCP 的連接終止請求，或者等待之前發送的連接終止請求的確認。 FIN_WAIT_2：等待遠端TCP 的連接終止請求。 CLOSE_WAIT：等待本地用戶的連接終止請求。 CLOSING：等待遠端TCP 的連接終止請求確認。 LAST_ACK：等待先前發送給遠端TCP 的連接終止請求的確認（包括它字節的連接終止請求的確認） TIME_WAIT：等待足夠的時間過去以確保遠端TCP 接收到它的連接終止請求的確認。 TIME_WAIT 兩個存在的理由： 1.可靠的實現tcp全雙工連接的終止； 2.允許老的重復分節在網絡中消逝。 CLOSED：不在連接狀態（這是為方便描述假想的狀態，實際不存在）
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3.服務器大量TIME_WAIT和CLOSE_WAIT分析
#查看TCP狀態：netstat?-n?|?awk?'/^tcp/?{++S[$NF]}?END?{for(a?in?S)?print?a,?S[a]}'? ?
TIME_WAIT 814
CLOSE_WAIT 1
FIN_WAIT1 1
ESTABLISHED 634
SYN_RECV 2
LAST_ACK 1
常用的三個狀態是：ESTABLISHED 表示正在通信，TIME_WAIT 表示主動關閉，CLOSE_WAIT 表示被動關閉，Listen表示正在監聽可以接受客戶端連接。
#常見問題分析
1.服務器保持了大量TIME_WAIT狀態
2.服務器保持了大量CLOSE_WAIT狀態
因為linux分配給一個用戶的文件句柄是有限的，而TIME_WAIT和CLOSE_WAIT兩種狀態如果一直被保持，那么意味著對應數目的通道就一直被占著，而且是“占著茅坑不使勁”，一旦達到句柄數上限，新的請求就無法被處理了，接著就是大量Too Many Open Files異常，tomcat崩潰。
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tomcat環境下服務器文件句柄耗盡（Too Many Open Files）的問題排查
為什么會出現文件句柄耗盡的情況？
主要是因為linux在文件句柄的數目上有兩個級別的限制。一個是系統級別的總數限制，一個是針對用戶的限制。默認情況下每個用戶所能使用的句柄數是1024。一般情況下1024也夠用了，但是在大容量的系統上，特別是會頻繁使用網絡通信和文件IO的系統上，1024很快就被耗光了。所以首先我們要調整這個值。修改方法如下：
1.?ulimit?-a?查看當前用戶的文件句柄限制??
2.?用戶級別的句柄數限制修改?
修改?/etc/security/limits.conf?增加下面的代碼：??
用戶名(或者用*表示所有用戶)??soft?nofile?65535????
用戶名?hard?nofile?65535???
有兩種限制，一種是soft軟限制，在數目超過軟限制的時候系統會給出warning警告，但是達到hard硬限制的時候系統將拒絕或者異常了。??
修改之后可能需要重啟shell生效。??
3.?系統級別的句柄數限制修改
sysctl?-w?fs.file-max?65536??
或者??echo?"65536"?>?/proc/sys/fs/file-max??
兩者作用是相同的，前者改內核參數，后者直接作用于內核參數在虛擬文件系統（procfs,?psuedo?file?system）上對應的文件而已。??
可以用下面的命令查看新的限制??
sysctl?-a?|?grep?fs.file-max??
或者??cat?/proc/sys/fs/file-max??
4.修改內核參數??
/etc/sysctl.conf??
echo?"fs.file-max=65536"?>>?/etc/sysctl.conf??
sysctl?-p??
查看系統總限制?命令：cat?/proc/sys/fs/file-max????
查看整個系統目前使用的文件句柄數量命令：cat?/proc/sys/fs/file-nr???
查看某個進程開了哪些句柄?：lsof?-p?pid????
某個進程開了幾個句柄?：lsof?-p?pid?|wc?-l????
也可以看到某個目錄?/文件被什么進程占用了,顯示已打開該目錄或文件的所有進程信息?：lsof?path/filename? ?
具體這個值應該設置成多少？
優先級（Open File Descriptors）：
soft limit < hard limit < kernel < 實現最大file descriptor數采用的數據結構所導致的限制
其實這個值倒是沒有具體限制，但是分配的值如果太大反而會影響系統性能，所以要根據具體應用調配權衡。
問題的解決方案：
首先當然是修改linux句柄數限制到一個合適的值。
然后就是應用本身的一個調整。有這么幾種情況：
1.數據庫連接池的優化。必須要使用連接池，否則句柄沒耗光數據庫就崩了。。。
2.抓取資源的時候有可能會用到HttpClient，盡量也應該使用連接池來控制連接數。
3.連接池設置的把握，建立連接超時時間，讀取超時時間，連接數目，等待時間，等都需要配置到一個合適的值，否則發揮不出連接池的性能。
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解決思路很簡單，就是讓服務器能夠快速回收和重用那些TIME_WAIT的資源。
對/etc/sysctl.conf文件的修改：
#對于一個新建連接，內核要發送多少個?SYN?連接請求才決定放棄,不應該大于255，默認值是5，對應于180秒左右時間???
net.ipv4.tcp_syn_retries=2??
#net.ipv4.tcp_synack_retries=2??
#表示當keepalive起用的時候，TCP發送keepalive消息的頻度。缺省是2小時，改為300秒??
net.ipv4.tcp_keepalive_time=1200??
net.ipv4.tcp_orphan_retries=3??
#表示如果套接字由本端要求關閉，這個參數決定了它保持在FIN-WAIT-2狀態的時間??
net.ipv4.tcp_fin_timeout=30????
#表示SYN隊列的長度，默認為1024，加大隊列長度為8192，可以容納更多等待連接的網絡連接數。??
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog?=?4096??
#表示開啟SYN?Cookies。當出現SYN等待隊列溢出時，啟用cookies來處理，可防范少量SYN攻擊，默認為0，表示關閉??
net.ipv4.tcp_syncookies?=?1??
#表示開啟重用。允許將TIME-WAIT?sockets重新用于新的TCP連接，默認為0，表示關閉??
net.ipv4.tcp_tw_reuse?=?1??
#表示開啟TCP連接中TIME-WAIT?sockets的快速回收，默認為0，表示關閉??
net.ipv4.tcp_tw_recycle?=?1??
##減少超時前的探測次數???
net.ipv4.tcp_keepalive_probes=5???
##優化網絡設備接收隊列???
net.core.netdev_max_backlog=3000? ?
net.ipv4.tcp_fin_timeout
net.ipv4.tcp_keepalive_*
如果將大量CLOSE_WAIT的解決辦法總結為一句話那就是：查代碼。因為問題出在服務器程序里頭啊。
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