浅谈TCP EPIPE错误

    仍是以C/S模型为例吧。

    TCP的三次握手流程是由内核协议栈完成的，也就是说，即便Server端一直不accept也不会影响Client端发送数据（接收缓冲区填满除外），甚至在Client端调用close使Server端链接变成CLOSE_WAIT状态后依然能够成功accept并收取数据，但这时若是发送数据的话会在Client端触发RST（指Client端的FIN_WAIT_2状态超时后链接已经销毁的状况），致使send操做返回EPIPE（errno 32）错误，并触发SIGPIPE信号（默认行为是Terminate）。

    EPIPE是send函数可能返回的错误码之一，man中是这样描述的：

EPIPE  The local end has been shut down on a connection oriented socket.  In this case the process will also receive a SIGPIPE unless MSG_NOSIGNAL is set.

    而man中对SIGPIPE的描述为：

SIGPIPE      13       Term    Broken pipe: write to pipe with no readers

    可见，这个错误是在发送方会遇到的，翻一翻协议栈中的代码，能够找到3处相关内容：

Kernel 3.16.1：

1. net/ipv4/tcp_input.c：

/* When we get a reset we do this. */
void tcp_reset(struct sock *sk)
{
    /* We want the right error as BSD sees it (and indeed as we do). */
    switch (sk->sk_state) {
    case TCP_SYN_SENT:
        sk->sk_err = ECONNREFUSED;
        break;
    case TCP_CLOSE_WAIT:/*在CLOSE_WAIT状态下收到RST*/
        sk->sk_err = EPIPE;
        break;
    case TCP_CLOSE:
        return;
    default:
        sk->sk_err = ECONNRESET;
    }
    /* This barrier is coupled with smp_rmb() in tcp_poll() */
    smp_wmb();

    if (!sock_flag(sk, SOCK_DEAD))
        sk->sk_error_report(sk);

    tcp_done(sk);
}

2. net/ipv4/tcp.c：

static ssize_t do_tcp_sendpages(struct sock *sk, struct page *page, int offset,
                size_t size, int flags)
{
    ... ...
    err = -EPIPE;
    if (sk->sk_err || (sk->sk_shutdown & SEND_SHUTDOWN))
        goto out_err;
    ... ...

out_err:
    return sk_stream_error(sk, flags, err);    
}

3. net/ipv4/tcp.c：

int tcp_sendmsg(struct kiocb *iocb, struct sock *sk, struct msghdr *msg,
        size_t size)
{
    ... ...
    err = -EPIPE;
    if (sk->sk_err || (sk->sk_shutdown & SEND_SHUTDOWN))
        goto out_err;
    ... ...

out_err:
    err = sk_stream_error(sk, flags, err);
    release_sock(sk);
    return err;
}

int sk_stream_error(struct sock *sk, int flags, int err)
{
    if (err == -EPIPE)
        err = sock_error(sk) ? : -EPIPE;
    if (err == -EPIPE && !(flags & MSG_NOSIGNAL))
        send_sig(SIGPIPE, current, 0);
    return err;
}
EXPORT_SYMBOL(sk_stream_error);

    总结一下，应用程序会碰到EPIPE错误的场景有：

    1）在CLOSE_WAIT状态的链接上发送数据（对端已经关闭了链接），触发对端的RST；

    2）在本端socket上已经调用过shutdown(SEND_SHUTDOWN)；

    

    有的时候Server端因为种种缘由（一般是异常），没有及时从积压队列中取出链接（accept），Client端等的不耐烦了就会先行关闭链接，等Server端腾出手来处理这个链接的时候已经进入CLOSE_WAIT状态了。

    TCP协议的细节真的很是多，这还不包括更复杂的流控、拥塞、重传等机制，努力学习吧！