TCP的三次握手是发生在什么阶段

先上一段代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(){
    int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    struct sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(3000);
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    if(-1 == bind(socket_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr))){
        printf("bind error: %s\n", strerror(errno));
    }

    listen(socket_fd, 10);
    printf("listen finished: %d\n", socket_fd);
    
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);

#if 1   //只能有一个连接能收发数据
    printf("begin accept\n");
    int client_fd = accept(socket_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_addr_len);
    printf("accept finished: %d \n", client_fd);
    char buf[1024];
    while(1){
        memset(buf, 0, sizeof(buf));
        int len = recv(client_fd, buf, sizeof(buf), 0);
        printf("recv: %s\n", buf);
        int count = send(client_fd, buf, len, 0);
        printf("send: %d\n", count);
    }

    return 0;
#endif
}

在服务端运行上述代码，客户端发送一个连接，能够顺利连接并正常收发数据，保持该连接。

但是当你再发一个连接的时候，你会发现连接是成功的，通过服务端的netstat查看也能发现有2个客户端连接是ESTABLISHED状态。

这是否说明了TCP连接的三次握手是发生在listen（）函数中呢？

TCP三次握手是建立连接的过程，涉及客户端和服务端之间的SYN、SYN-ACK、ACK包的交换。而listen()和accept()是服务器端使用的系统调用。根据我的理解，listen()函数将套接字设置为被动监听状态，准备好接受连接请求。而accept()则从已建立的连接队列中取出一个连接，并返回新的套接字描述符。

那么三次握手是在什么时候完成的呢？根据TCP协议，当服务器调用listen()后，内核会开始处理传入的连接请求。当客户端发送SYN包时，服务器响应SYN-ACK，完成三次握手后，连接会被放入已完成连接队列。这时候，accept()函数的作用是从这个队列中取出连接，而实际的握手过程是在内核中完成的，与accept()的调用时机无关。因此，三次握手发生在listen()之后，accept()之前。

可能用户之前以为accept()才会触发握手过程，但实际上accept()只是取出已经建立的连接。如果服务器没有及时调用accept()，已完成队列可能会满，导致新的连接无法建立，但这不影响已经完成三次握手的连接。 需要确认是否有例外情况，比如backlog参数的影响，或者不同操作系统的实现差异。例如，listen()的backlog参数决定了已完成队列的长度，这可能会影响处理的连接数，但不会改变三次握手的触发时机。 总结起来，三次握手是在listen()调用之后由内核处理的，而accept()只是从队列中取出已建立的连接。

关键流程解析

1. listen() 的作用

• 将套接字标记为被动监听状态，通知操作系统内核开始接收客户端连接请求。
• 内核会为套接字维护两个队列：
  • 未完成连接队列（SYN队列）：存放收到SYN包但未完成三次握手的连接（半连接）。
  • 已完成连接队列（Accept队列）：存放已完成三次握手的连接（全连接）。

2. 三次握手触发时机

• 当客户端发送 SYN包 到服务器时，内核自动处理握手：
  1. 客户端发送 SYN（第一次握手）
  2. 服务器响应 SYN-ACK（第二次握手）
  3. 客户端发送 ACK（第三次握手）
• 握手完成后，连接进入已完成队列，等待 accept() 提取。

3. accept() 的作用

• 从已完成队列中取出一个已建立的连接，返回新套接字描述符。
• 如果队列为空，默认会阻塞等待新连接（除非套接字设为非阻塞模式）。

常见误区澄清

1. accept() 不参与握手
   即使服务端未调用 accept()，三次握手仍会由内核完成。未及时调用 accept() 只会导致已完成队列堆积，可能触发客户端重传最终ACK。
2. listen() 的 backlog 参数
   该参数控制 已完成队列的最大长度（注意：不同操作系统实现可能不同）。如果队列满，内核可能拒绝新连接（如Linux默认策略）。
3. 非阻塞模式下的行为
   若套接字设为非阻塞且队列为空，accept() 会立即返回 EAGAIN 或 EWOULDBLOCK 错误，但不会影响已建立的连接。

总结

• 三次握手由内核在 listen() 阶段自动完成，与用户态代码无关。
• accept() 仅负责“收割”已建立的连接，属于应用层获取连接的接口。