　　首先介绍两个专门用来读取和设置socket文件描述符属性的系统调用

getsockopt() && setsockopt()

函数原形：

//读取socket文件描述符的属性
int getsockopt(int sockfd , int level , int option_name , void* option_value , socklen_t* restrict option_len);
//设置socket文件描述符的属性
int setsockopt(int sockfd , int level , int option_name , const void* option_value , socklen_t option_len)

参数：
①、sockfd：
　　指定被操作的目标socket
②、level：
　　指定要操作哪个协议的选项，比如IPV4，IPV6、TCP等。
③、option_name：
　　指定选项的名字
④、option_value:　
　　对于getsockopt()来说，指向返回选项值的缓冲。
　　对于setsockopt()，指向包含新选项值的缓冲。
④、option_len：　
　　对于getsockopt()来说，作为入口参数时，选项值的最大长度。作为出口参数时，选值的实际长度。
　　对于setsockopt()，现选项的长度。

返回值
成功时返回0，失败时返回-1，并设置errno。

socket选项表

这里写图片描述
注意
　　对于服务器而言，部分socket选项只能在调用listen之前针对监听socket设置才有效。这是因为连接socket只能由accept调用返回，而accept从listen监听队列中获取的连接是已经完成三次握手的，这说明服务器已经想被接受的链接上发送出了TCP同步报文段。但有的socket选项却应该在TCP同步报文段中设置（比如：TCP的最大报文段）。
　　对于这种情况，应该对监听socket设置这些选项，那么accept返回的连接socket将自动继承这些选项。这些选项包括：SO_DEBUG , SO_DONTROUTE , SO_KEEPALIVE , SO_LINGER , SO_OOBINLINE , SO_RCVBUF , SO_RCVLOWAT , SO_SENDBUF , SO_SNDLOWAT , TCP_MAXSIZE 和 TCP_NODELAY。
　　而对于客户端而言，这些socket选项应该在调用connect函数之前设置，因为connect函数调用成功返回后，TCP三握手已经完成。

几个重要的socket选项

SO_REUSEADDR选项

　　TCP断开连接四挥手的最后一步，作为主动断开连接的一方有一个time_wait的状态，这个状态一般持续2MSL，但是，在TCP连接没有完全断开之前不允许重新监听是不合理的。因为，我们重新监听的连接，虽然是占用同一个端口，但IP地址不同。解决这个问题的方法是使用setsockopt()设置socket描述符的选项SO_REUSEADDR为1，表示允许创建端口号相同但IP地址不同的多个socket描述符。
　　
在server代码的socket()和bind()调用之间插入如下代码：

int opt = 1;
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

　　此外，还可以通过修改内核参数 /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle（临时修改），也可以通过修改配置文件/etc/sysctl.conf。来快速回收被关闭的socket，从而使TCP连接根本不进入TIME_WAIT状态，进而允许应用程序立即重用本地的socket地址。
　　

//修改配置文件/etc/sysctl.conf
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

net.ipv4.tcp_timestamps = 1

使用命令“/sbin/sysctl –p”使之立即生效。
　　

SO_RCVBUF和SO_SNDBUF选项

　　SO_RCVBUF和SO_SNDBUF选项分别表示TCP接收缓冲区和发送缓冲区的大小。不过，当我们用setsockopt来设置TCP的接收缓冲区和发送缓冲区的大小时，系统都会将其值加倍，并且不得小于其个最小值。TCP接收缓冲区的最小值是256字节，而发送缓冲区的最小值是2048字节（不过，不同的系统可能有不同的默认最小值）。
　　此外，我们可以直接修改内核参数/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem和/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem来强制TCP接收缓冲区和发送缓冲区的大小没有最小值限制。

例如设置ＴＣＰ发送缓冲区的大小

    int sendbuf = BUFFSIZE;  
    int len = sizeof( sendbuf );  
    setsockopt( sock, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sendbuf, sizeof( sendbuf ) );

说明：服务器端必须在listen之前设置，客户端，必须在connect之前设置，原因上文有说明。

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SO_RCVLOWAT和SO_SNDLOWAT选项

　　SO_RCVLOWAT和SO_SNDLOWAT选项分别表示TCP接收缓冲区和发送缓冲区的低水位标记。它们一般被I/O复用系统调用，用来判断socket是否可读或可写。
　　当TCP接收缓冲区中可读数据的总数大于其低水位标记时，I/O复用系统调用将通知应用程序可以从对应的socket上读取数据；当TCP发送缓冲区中的空闲空间（可以写入数据的空间）大于其低水位标记时，I/O复用系统调用将通知应用程序可以往对应的socket上写入数据。
默认情况下，TCP接收缓冲区的低水位标记和TCP发送缓冲区的低水位标记均为1字节。

SO_LINGER选项

　　默认情况下，当我们使用close系统调用来关闭一个socket时，close将立即返回，TCP模块负责把该socket对应的TCP发送缓冲区中残留的数据发送给对方。SO_LINGER选项用于解决当需要关闭套接字时，协议栈发送缓冲区中尚有未发送完的数据，等待这些数据发送完，所需要的最长时间。
　　设置SO_LINGER选项的值时，我们需要给setsockopt（getsockopt）系统调用传递一个linger类型的结构体，其定义如下：

struct linger  
{  
    int  l_onoff; //开启（非0）还是关闭（0）该选项  
    int  l_linger; // 滞留时间  
};

根据linger结构体中两个成员变量的不同值，close 系统调用可能产生如下3种行为之一：
　　l_onoff 等于0：此时SO_LINGER选项不起作用，close用默认行为关闭socket。
　　l_onoff 不为0，l_linger等于0：此时close 系统调用立即返回，TCP模块将丢弃被关闭的socket对应的TCP发送缓冲区中残留的数据，同时给对方一个复位报文段。因此，这种情况给服务器提供了异常终止一个连接的方法。
　　l_onoff不为0，l_linger大于0 ：此时close的行为取决于两个条件：
　　（1）被关闭的socket对应的TCP发送缓冲区中是否还有残留的数据；
　　（2）该socket是阻塞的还是非阻塞的。对于阻塞的socket，close将等待一段长为l_linger的时间，直到TCP模块发送完所有残留数据并得到对方的确认。如果这段之间内TCP模块没有发送完残留数据并得到对方的确认，那么close系统调用将返回-1并设置errno为EWOULDBLOCK。如果socket是非阻塞的，close将立即返回，此时我们需要根据其返回值和errno来判断残留数据是否已经发送完毕。

SO_KEEPALIVE

　　SO_KEEPALIVE 保持连接检测对方主机是否崩溃，避免（服务器）永远阻塞于TCP连接的输入。
　　设置该选项后，如果2小时内在此套接口的任一方向都没有数据交换，TCP就自动给对方发一个保持存活探测分节(keepalive probe)。这是一个对方必须响应的TCP分节.它会导致以下三种情况：
　　①、对方接收一切正常：以期望的ACK响应。2小时后，TCP将发出另一个探测分节。
　　②、对方已崩溃且已重新启动：以RST响应。套接口的待处理错误被置为ECONNRESET，套接口本身则被关闭。
　　③、对方无任何响应：源自berkeley的TCP发送另外8个探测分节，相隔75秒一个，试图得到一个响应。在发出第一个探测分节11分钟 15秒后若仍无响应就放弃。套接口的待处理错误被置为ETIMEOUT，套接口本身则被关闭。如ICMP错误是“host unreachable(主机不可达)”，说明对方主机并没有崩溃，但是不可达，这种情况下待处理错误被置为EHOSTUNREACH。
　　
设置方法：

　  keepAlive = 1;
    setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void*)&keepAlive, sizeof(keepAlive));

　　如果我们不能接受如此之长的等待时间，从TCP-Keepalive-HOWTO上可以知道一共有两种方式可以设置：
　　一种是修改内核关于网络方面的配置参数/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time

//修改配置文件/etc/sysctl.conf
 // TCP发送keepalive探测消息的间隔时间（秒），用于确认TCP连接是否有效
 net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1000 

 // 探测消息未获得响应时，重发该消息的间隔时间（秒）。
 net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 10 

//在认定TCP连接失效之前，最多发送多少个keepalive探测消息。
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3

　　另外一种就是SOL_TCP字段的TCP_KEEPIDLE， TCP_KEEPINTVL， TCP_KEEPCNT三个选项：

int keepIdle = 1000;   //   TCP发送keepalive探测消息的间隔时间（秒），用于确认TCP连接是否有效
int keepInterval = 10;    //探测消息未获得响应时，重发该消息的间隔时间（秒）。
int keepCount = 3;    //在认定TCP连接失效之前，最多发送多少个keepalive探测消息。

Setsockopt(listenfd, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, (void *)&keepIdle, sizeof(keepIdle));
Setsockopt(listenfd, SOL_TCP,TCP_KEEPINTVL, (void *)&keepInterval, sizeof(keepInterval));
Setsockopt(listenfd,SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, (void *)&keepCount, sizeof(keepCount));

　　SO_KEEPALIVE设置空闲2小时才发送一个“保持存活探测分节”，不能保证实时检测。对于判断网络断开时间太长，对于需要及时响应的程序不太适应。
　　当然也可以修改时间间隔参数，但是会影响到所有打开此选项的套接口！关联了完成端口的socket可能会忽略掉该套接字选项。

　　UNIX网络编程不推荐使用SO_KEEPALIVE来做心跳检测，还是在业务层以心跳包做检测比较好，也方便控制。

SO_SNDTIMEO && SO_RCVTIMEO

　　这两个选项用于设置阻塞模式下套接字，SO_SNDTIMEO用于在send数据由于对端tcp窗口太小，发不出去时的最长阻塞时间；SO_RCVTIMEO用于recv函数因为接收缓冲区无数据而阻塞的最长时间。

设置方法：

    struct timeval tv;
    tv.tv_sec=5;
    tv.tv_usec=0;
    Setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_RCVTIMEO,&tv,sizeof(tv));

部分重要的SOCKET选项