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【Java网络编程】TCP连接状态分析与优化：TIME-WAIT和CLOSE-WAIT的区别及应对策略

Java

网络编程

TCP/IP

协议分析

高并发

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14页

内容概要：本文档《Java面试黄金宝典38》详细介绍了多个网络协议和相关概念，包括TIME_WAIT和CLOSE_WAIT的区别、TCP和UDP端口复用、TIME_WAIT状态等待2*MSL的原因、TCP包的篡改风险及防护、OSI七层模型、APR库的作用、ICMP协议的应用、DHCP协议的工作原理、RARP协议的定义及其与ARP的区别，以及路由选择协议OSPF和RIP的特点和应用场景。每个主题不仅解释了基本概念，还探讨了其在实际开发中的应用，并提供了相应的Java代码示例，帮助开发者理解和掌握这些关键知识点。适合人群：具有一定的Java编程基础和网络基础知识的开发人员，尤其是准备Java面试的技术人员。使用场景及目标：①理解TIME_WAIT和CLOSE_WAIT状态的区别及其在网络编程中的应用，解决高并发场景下的连接管理问题；②掌握TCP和UDP在同一端口的监听机制，优化服务器配置；③了解TIME_WAIT状态等待2*MSL的原因，确保网络通信的可靠性；④认识TCP包篡改的风险，采取措施保障数据传输的安全性；⑤熟悉OSI七层模型，提升网络故障排查能力；⑥掌握APR库的使用，提高Java应用的性能；⑦理解ICMP、DHCP、RARP协议的功能，进行网络管理和故障诊断；⑧了解OSPF和RIP路由选择协议，合理规划网络架构。阅读建议：本文档内容丰富，涉及多个网络协议和技术要点，建议读者结合实际项目经验逐步学习，重点理解各协议的工作原理及其在实际开发中的应用场景。同时，动手实践提供的Java代码示例，以加深对知识点的理解和掌握。

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Java 面试黄金宝典 38

1. TIME_WAIT 和 CLOSE_WAIT 的区别

� 定义

1. TIME_WAIT：是主动发起关闭连接操作的一方，在发送最后一个 ACK 确认

包之后进入的状态。此状态存在的意义在于确保对端能收到最后一个 ACK

包，同时让网络中可能残留的旧数据包自然消逝，防止其干扰后续相同四

元组（源 IP、源端口、目的 IP、目的端口）建立的新连接。

2. CLOSE_WAIT：当被动关闭连接的一方收到对方发送的 FIN 包后，会先发送

ACK 包进行确认，随后进入 CLOSE_WAIT 状态。在此状态下，该方需要处

理完剩余的数据，之后再发送 FIN 包以关闭自身这端的连接。

� 要点

1. 所处角色：TIME_WAIT 是主动关闭连接方的状态，CLOSE_WAIT 是被动关闭

连接方的状态。

2. 作用：TIME_WAIT 保证连接可靠关闭以及避免旧数据包干扰；CLOSE_WAIT

用于处理剩余数据。

3. 异常情况：大量的 TIME_WAIT 状态可能会占用系统资源，而大量的

CLOSE_WAIT 往往意味着程序存在资源未正确释放的问题。

� 应用

在高并发的网络服务场景中，如电商平台的促销活动期间，会有大量的短连接不

断建立和关闭。若出现大量的 TIME_WAIT 状态，可能导致系统资源耗尽，影响服

务的稳定性。此时可以通过调整系统参数（如 tcp_tw_reuse 和

tcp_tw_recycle）来缩短 TIME_WAIT 状态的持续时间。对于 CLOSE_WAIT 问题，

需要检查代码中是否存在未正确关闭连接的情况，例如在使用 Socket 进行网

络通信时，要确保在合适的时机调用 close() 方法。

Java 代码示例

java

import java.io.IOException;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

// 服务器端示例

public class ServerExample {

public static void main(String[] args) {

try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888)) {

System.out.println("Server is listening on port 8888");

while (true) {

try (Socket socket = serverSocket.accept()) {

// 处理客户端请求

System.out.println("Client connected: " +

socket.getInetAddress());

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

// 客户端示例

public class ClientExample {

public static void main(String[] args) {

try (Socket socket = new Socket("localhost", 8888)) {

System.out.println("Connected to server");

// 模拟客户端操作

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

2. TCP 监听了 80 端口后， UDP 还能否监听 80 端口

� 定义

TCP（Transmission Control Protocol）和 UDP（User Datagram Protocol）是

传输层的两种不同协议。TCP 是面向连接的、可靠的传输协议，UDP 是无连接的、

不可靠的传输协议。端口号是用于标识应用程序的逻辑编号，操作系统在监听端

口时，会依据协议类型来区分不同的监听请求。因此，只要协议不同，即使端口

号相同，也可以同时进行监听。

� 要点

1. 协议独立性：TCP 和 UDP 相互独立，操作系统能根据协议类型区分监听请

求。

2. 端口复用：同一端口可以被不同协议的应用程序同时监听。

� 应用

在实际开发中，一些服务器会同时监听 TCP 和 UDP 的同一端口，以提供不同类

型的服务。例如，Web 服务器可能同时使用 TCP 80 端口提供 HTTP 服务，使用

UDP 80 端口提供一些实时性要求较高的轻量级服务，如实时数据推送。

Java 代码示例

java

import java.io.IOException;

import java.net.DatagramPacket;

import java.net.DatagramSocket;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

// TCP 服务器监听 80 端口

class TCPServer {

public static void main(String[] args) {

try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(80)) {

System.out.println("TCP server is listening on port 80");

Socket socket = serverSocket.accept();

System.out.println("Client connected to TCP server");

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

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