理解产生TIME_WAIT原因和SO_REUSEADDR设置（TCP）
最近在搞nginx源码，学习过程中经常会看到TIME_WAIT这个词汇，不禁想起以前搞netty异步服务器的时候遇到过涉及TIME_WAIT的神奇现象。这么有趣的东西，我就停下来总结一下吧！
先说说TIME_WAIT是啥？不得不直接抛TCP连接三次握手和四次挥手图了，具体不详说了，烂大街的资料~。
图中找啊找，TIME_WAIT找到了！不就是在TCP连接释放，主动关闭TCP连接的一方，差不多最后的状态么（持续2MSL即可进入最终closed状态）。
先来说说主动关闭方最后回复ack后为啥要进入这个状态，持续2MSL（MSL值是数据包在网络中的最大生存时间）后才真正closed！主要是基于两方面原因：
1.TCP连接可靠释放：假设没有这个TIME_WAIT状态，直接进入closed状态。如果主动关闭方发送的ack包，对端未收到，对端会重发fin包，然后就会导致收到RST了，这会让对端产生connect reset by peer的错误，这是很不友好的。如果有TIME_WAIT状态，就能再次收到fin包时，重发ack包，让连接可靠释放。
2.确保旧连接的数据包在网络中因过期drop：五元组唯一标志一个tcp连接，如果没有TIME_WAIT状态，匆匆关闭一个连接启动新连接，是有可能重新收到网络中旧连接的数据包（比如ack包），从而产生问题。
但是TIME_WAIT的2MSL对于监听服务器重启是极端不友好的，举个之前我搞netty服务器碰到的有趣现象：
调试服务器，每次立即重启服务器总是会报错，但是过一段时间就可以重启了，真神奇！其实就是TIME_WAIT在作怪！每次kill服务器都得等TIME_WAIT结束后，才能重启服务器，这样子可真麻烦啊。有没有好的解决办法呢？让我们看看nginx的热加载启动是怎么做的，源码如下：
if (setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
(const void *) &reuseaddr, sizeof(int))
== -1)
{
ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_socket_errno,
"setsockopt(SO_REUSEADDR) %V failed",
&ls[i].addr_text);
if (ngx_close_socket(s) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_socket_errno,
ngx_close_socket_n " %V failed",
&ls[i].addr_text);
}
return NGX_ERROR;
}在nginx初始化启动中给每个即将监听的socket开启SO_REUSEADDR属性，这属性是干嘛的呢，容我照搬下它的具体作用：
- 允许启动一个监听服务器并捆绑其众所周知端口，即使以前建立的将此端口用做他们的本地端口的连接仍存在。这通常是重启监听服务器时出现，若不设置此选项，则bind时将出错。
- 允许在同一端口上启动同一服务器的多个实例，只要每个实例捆绑一个不同的本地IP地址即可。对于TCP，我们根本不可能启动捆绑相同IP地址和相同端口号的多个服务器。
- 允许单个进程捆绑同一端口到多个套接口上，只要每个捆绑指定不同的本地IP地址即可。这一般不用于TCP服务器。
- SO_REUSEADDR允许完全重复的捆绑：
当一个IP地址和端口绑定到某个套接口上时，还允许此IP地址和端口捆绑到另一个套接口上。一般来说，这个特性仅在支持多播的系统上才有，而且只对UDP套接口而言（TCP不支持多播）。
从第一点描述内容就可以判断SO_REUSEADDR可以实现我们服务器立即重启的需求，而且一般tcp服务器建议均是在所有TCP服务器中，在调用bind之前设置SO_REUSEADDR套接口选项。
不明白第一点的童鞋，这里我再详细解释下第一点的情况，以及底层原理，举个例子：
开启服务器监听socket，listen后，每当新来个client连接，会accept返回一个新的socket套接字（accpet其实只是从已经建立好TCP连接的队列里拿连接而已），然后新连接会在新的socketfd上进行数据的读写。
监听socket和新建的读写socket都是对应本地同一个端口的（比如都是80端口，多个新建的socket连接可以通过客户端的源端口、源地址区分）。这个时候你主动关闭服务器程序，新建的连接也全部关闭，主动释放socket资源，服务器就成为了主动关闭方，占用端口的连接会进入TIME_WAIT状态，并不会立即closed，这样我们就不能立即重启服务器监听原端口了。
如果绑定监听前设置了SO_REUSEADDR，就可以完全避免上述情况发生。