正常情况下，TCP连接的终止需要经历四次挥手阶段，体现在代码上就是某一端主动调用close函数关闭套接字，随后TCP向对端发送FIN位被置为1的报文段标志着连接的结束，同时对端响应应答报文段，并在随后的某一时刻同样调用close函数，发送FIN报文段，当确认完成后就标志着TCP连接正常终止。
然而，考虑一种情况，在TCP连接建立成功后，客户端主机突然崩溃（断电，断网等），导致客户端的TCP还没来得及将FIN发送给服务器就已经关闭了（或者由于断网导致FIN无法到达对端），而服务器通常又不会主动发送数据给客户端。在这种情况下，客户端已经关闭，服务器却不知道，依然保持着维护一个连接应该有的所有东西（包括文件描述符，TCP缓冲区等），一个还好，当有大量这种半开连接存在于服务器中，会造成大量的浪费
保活定时器
在TCP协议中，有一个被称作保活定时器的组件，它就是为了解决上述问题被引进的。该定时器的原理也非常简单，当通信双方在定时器规定的这段时间内没有进行数据交互，那么开启保活选项的一端TCP就会发送一个探查报文段，当对端TCP接收到报文段发现这是个探查报文时，会响应应答信息。
上述过程是TCP独立于应用程序进行的，应用程序不会知道探查报文的发送和到达
此外，保活定时器的定时时间是两小时，是系统级别的参数，可以更改，但是最好不要更改，会影响到系统进程
如果一个连接在两小时内没有任何数据交互，则服务器就向客户端发送一个探查报文段（假设服务器开启保活定时器），此时客户端主机有四中可能的状态
- 客户端主机依然正常运行，并从服务器可达。客户端TCP接收到探查报文段并返回应答报文段，此时服务器知道客户端依然存在，所以重置保活定时器。另外，如果在定时器溢出之前进行了数据交互，定时器也会被重置
- 客户端主机已崩溃，已关闭或者正在重启。这种情况下，服务器无法得到客户端回应，探测报文段在75秒后超时，服务器总共发送10个这样的探测，每个间隔75秒（超时重传）。如果服务器还是没有接收到客户端的应答，就认为客户端已经关闭，随后告知应用程序，关闭连接（套接字变为可读，读取错误信息为“连接超时”）
- 客户端主机崩溃并已重启。在这种情况下，由于客户端重启了系统，所有的TCP连接信息都已经丢失，当接收到服务器的探测报文段时，客户端在本机中无法找到匹配的TCP连接，随后发送一个复位报文段，服务器接收到复位报文段后告知应用程序，关闭连接（套接字变为可读，读取错误信息为“连接被重置”）
- 客户端主机正常运行，但是从服务器不可达。这种情况通常是由于传输路径中的某个路由器关闭导致，此种情况与客户端主机崩溃并正在重启时处理方式相同，因为都是收不到应答
下面通过tcpdump抓包分析后三种情况，分析时假设崩溃的一方是服务器，随后观察客户端TCP探查报文段发送情况
另一端主机崩溃，已关闭或正在重启
借用<TCP/IP详解>中的示例，建立TCP连接后等待四小时后断开服务器以太网电缆，观察客户端探查报文段发送情况
观察tcpdump输出结果（省略了三次握手的报文段）
结果中前三行表示客户端发送”hello world”报文段，服务器对该报文段进行应答并回显”hello world”报文段，客户端对服务器的报文段进行应答
随后的四小时内，客户端先后两次尝试探查服务器是否关闭，首先看到的是一个ARP请求和ARP应答，随后发送探查报文段并得到回应
接下来断开服务器以太网电缆，并在两个小时之后又进行探查，然而由于服务器主机以太网断开，无法回应客户端ARP请求，随后的每75秒进行一次超时重传，最终放弃，错误码为“连接超时”
ARP请求主要用来获取对端的物理地址，首先需要知道对方地址，才能发送数据，而由于服务器以太网断开无法回应ARP请求，所以上述过程没有看到TCP报文的发送就已经可以确认对方崩溃
另一端崩溃并重新启动
借用<TCP/IP详解>中的示例，在建立连接后将服务器以太网断开，重新启动，然后再连接到网络上。由于服务器已重启，对于之前所有的TCP连接信息都已丢失，当接收到客户端发来的探查报文段时，会回复一个复位报文段
观察tcpdump输出结果（省去了连接建立过程）
可以看到，由于服务器以太网连接正常，ARP请求得到应答，随后客户端发送探查报文段，但是服务器已经重启，没有关于该连接的信息，只能返回一个复位报文段
另一端不可达
再次使用<TCP/IP详解>中的示例，连接建立后先确认可以正常通讯，等待两小时后发送探查报文并收到回应，随后将中间链路断开，观察结果
观察tcpdump输出结果（省略掉连接的建立过程）
前三行是正常的回显流程，4,5行是两小时后的探查报文，随后的若干行由于中间链路被断开，引发来自客户端主机路由器的ICMP不可达错误，随后又连续发送了9个探查报文，最终返回给应用程序“没有到达主机的路由”错误
SO_KEEPALIVE选项
linux内核中有关于保活定时器的三个参数
- tcp_keepalive_time，指空闲时长，tcp_keepalive_time时间没有数据交互就发送探查报文段，默认7200s(2h)
- tcp_keepalive_intvl，发送探查报文段后如果没有收到应答，tcp_keepalive_intvl时间后会重新发送，默认是75s
- tcp_keepalive_probes，发送探查报文没有收到应答后继续发送的次数，发送tcp_keepalive_probes次后认为对方已关闭，默认是9次
如果要更改，可以在/etc/sysctl.conf文件中写入（值自己设置）
net.ipv4.tcp_keepalive_time =
net.ipv4.tcp_keepalive_probes =
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 保存后执行sysctl -p生效。这里是直接修改了内核参数，此后所有的进程的SO_KEEPALIVE时间都被更改
但是由于上述三个参数都是系统级别的参数，也就是说如果更改，那么就会影响开启了SO_KEEPALIVE的系统进程，可能造成意想不到的后果
如果只想在某个应用程序中修改时间，除了开启SO_KEEPALIVE选项外，需要同时设计三个TCP参数
#include <netinet/tcp.h>
/* fd : 套接字描述符
* time : 空闲时间，当time时间没有数据交互的话就发送探查报文 */
int enableKeepAlive(int fd, int time)
{
int val = 1;
::setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &val, sizeof(val));
val = time; //空闲时间
::setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPIDLE, &val, sizeof(val));
val = time / 3; //探查报文的发送间隔
::setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPINTVL, &val, sizeof(val));
val = 3; //探查报文的发送次数
::setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPCNT, &val, sizeof(val));
}