TCP连接状态是TIME_WAIT的场景解析

在 Tomcat 处理网络请求时，TIME_WAIT 状态通常是 TCP 连接关闭过程中的一个阶段。这个状态主要与 TCP 的四次挥手（Four-Way Handshake）有关。以下是在 Tomcat 处理网络请求时，连接状态变为 TIME_WAIT 的具体情况：

四次挥手过程

1.客户端发送 FIN 包：

• 客户端完成数据传输后，主动调用 close() 关闭连接，发送一个 FIN 包给服务器。
• 客户端进入 FIN_WAIT_1 状态。

2.服务器接收 FIN 包并发送 ACK：

• 服务器收到客户端的 FIN 包，发送一个 ACK 包确认收到。
• 服务器进入 CLOSE_WAIT 状态。
• 客户端收到服务器的 ACK 包后，进入 FIN_WAIT_2 状态。

3.服务器发送 FIN 包：

• 服务器也完成数据传输后，调用 close() 关闭连接，发送一个 FIN 包给客户端。
• 服务器进入 LAST_ACK 状态。

4.客户端接收 FIN 包并发送 ACK：

• 客户端收到服务器的 FIN 包，发送一个 ACK 包确认收到。
• 客户端进入 TIME_WAIT 状态。
• 服务器收到客户端的 ACK 包后，进入 CLOSED 状态。

5.客户端等待一段时间：

• 客户端在 TIME_WAIT 状态下等待一段时间（通常是 2MSL，即两倍的最大报文段生存时间），以确保服务器收到了最后一个 ACK 包。
• 如果在这段时间内没有收到服务器的重传请求，则客户端进入 CLOSED 状态。

具体情况

1.客户端主动关闭连接：当客户端主动调用 close() 函数关闭连接时，客户端会进入 FIN_WAIT_1 状态，并最终进入 TIME_WAIT 状态。

2.服务器被动关闭连接：当服务器被动关闭连接（即服务器收到客户端的 FIN 包后调用 close() 函数）时，服务器不会进入 TIME_WAIT 状态。只有客户端会进入 TIME_WAIT 状态。

 

为什么需要 TIME_WAIT 状态？

• 确保最后一个 ACK 包被收到：如果服务器没有收到客户端的最后一个 ACK 包，服务器会重传 FIN 包。TIME_WAIT 状态确保客户端能够响应这种重传。
• 防止旧的重复包干扰新的连接：TIME_WAIT 状态可以防止旧的重复包干扰新的连接。TCP 连接由四元组（源 IP、源端口、目标 IP、目标端口）唯一标识，等待 2MSL 时间可以确保旧的重复包在网络中消失，从而避免混淆新的连接。

在 Tomcat 中的具体表现

• 客户端请求处理完毕：当客户端请求处理完毕并且客户端主动关闭连接时，客户端的连接会进入 TIME_WAIT 状态。
• 服务器端处理完毕：当服务器端处理完请求并且服务器调用 close() 函数关闭连接时，服务器端的连接会进入 CLOSED 状态，而客户端的连接会进入 TIME_WAIT 状态。

示例
假设有一个简单的 HTTP 请求和响应过程：

1.客户端发起请求：

• 客户端发送 HTTP 请求到 Tomcat 服务器。
• 建立 TCP 连接，双方进入 ESTABLISHED 状态。

2.Tomcat 处理请求并响应：

• Tomcat 接收请求并处理，然后发送响应。
• 双方仍然处于 ESTABLISHED 状态。

3.客户端关闭连接：

• 客户端完成数据接收后，调用 close() 函数关闭连接。
• 客户端发送 FIN 包，进入 FIN_WAIT_1 状态。
• Tomcat 收到 FIN 包，发送 ACK 包，进入 CLOSE_WAIT 状态。
• 客户端收到 ACK 包，进入 FIN_WAIT_2 状态。

4.Tomcat 关闭连接：

• Tomcat 完成所有处理后，调用 close() 函数关闭连接。
• Tomcat 发送 FIN 包，进入 LAST_ACK 状态。
• 客户端收到 FIN 包，发送 ACK 包，进入 TIME_WAIT 状态。
• Tomcat 收到 ACK 包，进入 CLOSED 状态。
• 客户端在 TIME_WAIT 状态下等待 2MSL 时间后，进入 CLOSED 状态。

通过这种方式，TIME_WAIT 状态确保了 TCP 连接的可靠关闭，并防止旧的重复包干扰新的连接。