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Java学习第八十七部分——四次挥手

news 2025/8/1 20:14:38

一、前言提要

二、详细过程——总体上分析

三、详细过程——结合Java代码分析

四、关键问题解析

五、总结归纳概述

一、前言提要

TCP 使用四次挥手（Four-way Handshake）来安全关闭连接，确保双方数据传输完整。

二、详细过程——总体上分析

（一）流程图

（二）步骤详解

第一次挥手（FIN）

主动方（如客户端）：发送 FIN=1（seq=u），进入 FIN-WAIT-1 状态，表示不再发送数据。

第二次挥手（ACK）

被动方（如服务器）：返回 ACK=1（ack=u+1），进入 CLOSE-WAIT 状态，但仍可发送剩余数据。

主动方：收到后进入 FIN-WAIT-2 状态。

第三次挥手（FIN）

被动方：发送 FIN=1（seq=v），进入 LAST-ACK 状态，表示不再发送数据。

第四次挥手（ACK）

主动方：返回 ACK=1（ack=v+1），进入 TIME-WAIT 状态（等待 2MSL 时间）

被动方：立即关闭。

步骤	发送方	TCP标志	Java对应操作	状态变化
第一次挥手	客户端	FIN	`socket.close()`	FIN-WAIT-1
第二次挥手	服务器	ACK	`in.read()`返回-1	CLOSE-WAIT
第三次挥手	服务器	FIN	`socket.close()`	LAST-ACK
第四次挥手	客户端	ACK	自动发送ACK	TIME-WAIT → CLOSED

缩写	全称	含义
`FIN`	Finish	终止连接标志位（`FIN=1`表示请求关闭连接）。
`ACK`	Acknowledgment	确认标志位，`ack`值为对端`FIN`的序列号+1（确认关闭请求）。

（三）白话解释

1. 客户端：我不需要请求了，可以关闭连接了

2. 服务端：我知道你要关闭了

3. 服务端：我发送完成了，可以关闭了

4. 客户端：我知道你发送完成了，确认关闭

三、详细过程——结合Java代码分析

（一）流程图同上

（二）步骤详解

第一次挥手（FIN）

Java代码：socket.close() 触发FIN包。

第二次挥手（ACK）

Java代码：服务器 InputStream.read() 返回 -1 表示客户端已关闭。

第三次挥手（FIN）

Java代码：服务器显式调用 socket.close()。

第四次挥手（ACK）

服务器收到 ACK 后立即关闭连接。

（三）Java Socket 和 TCP 状态的关系

Java 代码	TCP 状态	说明
`new ServerSocket(8888)`	`LISTEN`	服务器监听端口，等待连接
`serverSocket.accept()`	`SYN_RECEIVED`	收到SYN，发送SYN+ACK
`new Socket()`	`SYN_SENT`	客户端发送SYN
连接建立后（`accept()`返回）	`ESTABLISHED`	三次握手完成，可以通信
`socket.close()`	`FIN_WAIT` / `CLOSE`	关闭连接，进入四次挥手阶段

（四）核心要点

四次挥手确保双向连接安全关闭。
Java的 `socket.close()` 触发FIN包，但需注意显式关闭资源。
`TIME-WAIT` 是客户端的保护机制，`CLOSE-WAIT` 需防止积压。

（五）代码见下

客户端——主动关闭

Socket socket = new Socket("localhost", 8888);
System.out.println("客户端连接成功！");// 发送数据
PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
out.println("Hello, Server!");// 主动关闭连接（第一次挥手）
socket.close(); // 发送FIN
System.out.println("客户端已关闭连接");

服务器——处理关闭

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("客户端已连接");// 接收数据
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
String message = in.readLine(); // 读取数据
System.out.println("收到客户端消息：" + message);// 检测客户端是否关闭（第二次挥手：返回ACK）
if (message == null) { // read()返回-1表示客户端已关闭System.out.println("客户端已关闭，准备关闭服务器...");
}// 服务器主动关闭（第三次挥手）
socket.close(); // 发送FIN
serverSocket.close();
System.out.println("服务器已关闭");