EPOLLHUP/EPOLLRDHUP/read返回0的区别

文章参考：epoll触发事件的分析、EPOLLHUP&EPOLLRDHUP 、man_page

相信很多时候，大家都是通过检测 read/recv 返回 0 来判断对端是否关闭了连接，如果返回 0，我们通常也会 close 该连接。这没有问题，但在很多场景下有个缺陷：FIN 报文和普通数据报文一样，也是需要在缓冲区中排队的，只有当 read 读取到 FIN 以后才会返回 0，而且 FIN 报文无法和数据同时被读取，也就是说，必须将数据 read 完毕后，再调用一次 read 才能读取到 FIN 并返回 0 。这也是为什么在网络读取时需要将 read 放在循环中的原因之一，不仅是为了将数据读取完整，也是为了能够读到 FIN 报文。

注意，FIN 报文虽然会排队，但当本端收到 FIN 后，内核网络栈会立刻回复 ACK，而不会管你是否 read 到这个 FIN 报文。

那么这个缺陷会引发什么问题呢？由于笔者现在也是网络编程初学者，没有太多实战经验，所以这里只提供本人猜想的两个情景：

在一个高并发网络场景下，服务器收到了对端发来的 FIN 报文（对端 close），但没有立即读取（正忙于处理已接收的数据），所以现在此连接处于半关状态，因为服务器的 read 还没有返回 0。直到服务器处理完其他事情后 read 并返回 0 才会 close 此连接。问题在于，这段时间内该连接被白白占用了，浪费了服务器的端口，这对高并发处理是不利的。服务器完全可以先关闭该连接，再去处理数据。
客户端向服务器发送文件，而文件的末端是 EOF，所以当服务器 read 到文件末端的 EOF 后返回 0，进而关闭连接。问题来了，万一客户还想继续发送文件呢？也就是说，此时 read 返回 0 并不代表客户端想关闭连接 。

因此，我们应该尽量避免使用 read/recv 返回 0 来判断对端的关闭状态。那还有什么方法？答案是 epoll 的 EPOLLRDHUP 和 EPOLLHUP 事件。这两者很容易混淆，下面略作区分。

EPOLLRDHUP 最为常用，当对方关闭（close）连接或者关闭写（shutdown(SHUT_WR)）时，本事件就会被触发 。所以 EPOLLRDHUP 被用来监听对方的连接状态。与前面 read 不同，只要 FIN 报文进入了缓冲区，不管是否读取，都会引发 EPOLLRDHUP 事件 。

那么当 EPOLLRDHUP 发生时，我们该做什么呢？因为我不知道对方是 close 还是 shutdown(SHUT_WR)，如果是后者，我就还能够将处理好的数据发给对方，如果是前者，则发送数据后则会收到对方发来的 RST 报文，从而直接结束连接。该做什么应该取决于应用场景，如果是 http 服务，那就不应该直接关闭连接，因为对端可能是 shutdown，且还需要接收数据（比如请求图片）；如果是上传文件到服务器，那么就可以直接关闭连接，因为服务器不需要再向对端回复数据。

EPOLLHUP 则令人困惑，官方文档的解释是：当套接字挂起时，本事件被激发。然而什么是“挂起”却没有解释，网络讨论也说法不一。笔者给出两种已经被实验证实的情况：

收到对端发来的 RST 报文

RST 报文用来重置连接，当一方发送RST报文后，对端会立即关闭连接，并释放相关资源。所以收到 RST 后，套接字相当于残废，被“挂起”。
将一个不可能触发该事件发生的套接字加入 EPOLL

比如，使用 socket() 返回了一个套接字，既不 listen 也不 connect，这个套接字将没有任何事情发生（这也许就是“挂起”的含义），此时如果将其加入到 EPOLL 中，则会产生 EPOLLHUP 事件。

值得一提的是，对端 close 连接时，不会触发本端的 EPOLLHUP；但对端同时 shutdown 读和写时（即 shutdown(SHUT_RDWR) ），则会触发本端的 EPOLLHUP 。因为调用 shutdown(SHUT_RDWR) 只会关闭连接的读端和写端，不会释放文件描述符和其他相关资源，但此时该套接字已经处于“聋哑”状态，没有作用了，所以相当与被“挂起”；而当关闭（close）套接字时，内核会自动将套接字描述符从 epoll 中删除，因此本端不会再触发任何事件 ，如果应用程序需要释放文件描述符和相关资源，还需要调用 close 函数。

注意，EPOLLHUP 不能用来监听对方的关闭状态！

补充说明：

对于 EPOLLERR 和 EPOLLHUP，不需要在 epoll_event 时针对 fd 作设置，一样也会触发
对端发来 RST 信号，触发本端的 EPOLLIN + EPOLLRDHUP + EPOLLHUP + EPOLLERR 事件
如前文，对端不管是 close 套接字，还是 shutdown 写，本端触发的都是 EPOLLIN + EPOLLRDHUP 事件，因此，本端无从区分对端是 close 了套接字，还是 shutdown 了写 。但有一点可以区分，如果对端是 close 了套接字，则本端在套接字上发送数据时，本端会收到对端发来的 RST 报文从而本端会触发 EPOLLIN + EPOLLRDHUP + EPOLLHUP + EPOLLERR 事件；而如果对端只是 shutdown 了写，则本端可以正常发送数据不会触发任何信号。
当关闭（close）套接字时，内核会自动将套接字描述符从 epoll 中删除，因此本端不会再触发任何事件