TCP服务端关闭后端口占用问题解决攻略

Python TCP服务器程序关闭后，端口常常被占用，导致无法立即重启，这是因为TCP连接的TIME_WAIT状态导致的。 服务器异常终止时，部分连接未能正常关闭，操作系统会保留端口一段时间。 本文分析了`lsof`和`netstat`命令在检测端口占用时的差异，并提供了解决方案：在服务器套接字初始化时设置`SO_REUSEADDR`选项，允许立即重用端口，避免`Address already in use`错误。 此外，文章还建议在Linux系统中同时设置`SO_REUSEPORT`选项，以更有效地解决问题。

Python TCP服务器程序关闭后端口被占用的原因及解决方案

在使用Python开发TCP服务器时，常常遇到一个问题：服务器程序关闭后，指定端口仍然被占用，导致无法立即重启。本文分析此问题根源，并提供解决方法。

问题描述：

当服务器处理大量客户端请求时被强制关闭，lsof -i :6001 命令可能无法显示端口被占用，但尝试重启服务器会报错OSError: [errno 98] Address already in use。使用 netstat -anp | grep 6001 命令则会显示大量处于TIME_WAIT状态的连接。

问题根源：

这是由于TCP连接的TIME_WAIT状态导致的。服务器程序异常终止时，部分TCP连接可能未能正常关闭，进入TIME_WAIT状态。操作系统会保留该端口一段时间（几分钟到几十分钟），以防止数据包丢失或重复发送。lsof命令无法检测TIME_WAIT状态的连接，而netstat可以。因此，lsof显示为空并不代表端口未被占用。

解决方案：

在服务器程序绑定端口前，设置套接字选项SO_REUSEADDR。此选项允许在TIME_WAIT连接结束后立即重用端口，避免Address already in use错误。

代码修改：

在服务器的套接字初始化函数中添加以下代码：

serversocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
serversocket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)  # 在bind之前添加
# ... 其他代码 ...

设置SO_REUSEADDR后，服务器程序可在TIME_WAIT状态结束后立即重用端口。Linux 3.9以后的内核还提供SO_REUSEPORT选项，建议同时设置SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT以更精细地控制端口重用。Windows系统可能还需要设置SO_EXCLUSIVEADDRUSE选项。

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