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socket 编程基础

12 分钟阅读 计算机网络 · socket 编程基础 网络 socket Winsock 字节序 getaddrinfo select 粘包 超时

环境：Windows 11 x64，GCC 13.1.0（D:/Qt/Tools/mingw1310_64/bin/gcc.exe，-O2 -lws2_32），探针是本节新写的 net4/sk.c（六个模式：byte / gai / reuse / blk / pack / sel）与 net4/rcb.c，全部流量打在 127.0.0.1；抓包用 Npcap（C:\Windows\System32\Npcap\wpcap.dll）。口径沿用前两节：回环 MSS=65495、本机 TIME_WAIT≈119–120 秒、TCP 动态端口 1024 起共 13977 个、每场实验都要核对”抓到的字节数 vs 应用侧字节数”，比例型结论只在两侧都完整时才下；耗时给 3 次重复的中位数（区间）。本机是 Winsock 2.2 + 中文版 Windows，错误码全是 WSA* 那一套（10035/10040/10048/10060/10061/10013/10022/10054），Linux 的 E* 只有编号含义相通、触发条件不相通，本节不预测 Linux 行为。

一、骨架：先记住”句柄不是 fd”，再记两件事

服务端与客户端的最小可跑形状（sk.c 里的实际写法，去掉了错误检查）：

WSADATA w; WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&w);                 /* 每个线程所在进程一次，必须先于任何 socket() */
SOCKET srv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
struct sockaddr_in m; memset(&m,0,sizeof m);
m.sin_family=AF_INET; m.sin_port=htons(port); m.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
bind(srv,(struct sockaddr*)&m,sizeof m);  listen(srv,4);
SOCKET acc=accept(srv,0,0);                              /* 主动 accept，别用 WSAAccept 的完成例程 */
char rb[1024]; int r=recv(acc,rb,sizeof rb,0);
send(acc,"ok",2,0);
closesocket(acc); closesocket(srv);                      /* 不是 close()！CRT 的 close 会拿错句柄 */
WSACleanup();

WSAStartup 回来的结构体里有两处会让人误读：

WSAStartup(2.2) r=0  wVersion=0x0202 wHighVersion=0x0202 szSysStatus="Running" szDescription="WinSock 2.0" iMaxUdpDg=0 iMaxSockets=0

iMaxUdpDg=0、iMaxSockets=0 不是”不能发 UDP、不能开 socket”，它们是 Winsock 1.x 遗留字段，2.x 里规定就是 0，任何拿它们当上限的代码都是错的。真要 UDP 单包上限看第 6 节实测的 65507 字节。

SOCKET 在 x64 上是 64 位句柄，sel 模式把它的数值打了出来：

前 4 个 SOCKET 句柄的数值： 236 240 244 248
最后 1 个：444

它是内核句柄（4 递增只是巧合），不是小整数文件描述符，所以 select(maxfd+1,…) 这种写法在 Windows 上毫无意义（nfds 被忽略，实测传 0 完全合法，见第七节）。移植代码时把 #ifdef _WIN32 的分支留给这三件事：closesocket / WSAGetLastError / ioctlsocket(FIONBIO)，别指望 close(fd) 和 errno。

二、绑定与端口复用：Windows 的 SO_REUSEADDR 不是 Linux 那个意思

sk.exe reuse 19890 的完整读数（A 先 bind(127.0.0.1:19890) 并 listen，全程不退出，其他 socket 都是后来者）：

A bind(127.0.0.1:19890) r=0 err=0
  A 自身再 bind 一次同端口 -> r=-1 err=10022 (WSAEINVAL)
B 再 bind 同一 127.0.0.1:19890 -> r=-1 err=10048 (WSAEADDRINUSE=10048)
B 设 SO_REUSEADDR 后 bind 完全相同的 127.0.0.1:19890 -> r=-1 err=10013 (WSAEACCES=10013)
C0 【对照】不设任何选项，bind(0.0.0.0:19890) 而 A 正 LISTEN 在 127.0.0.1:19890 -> r=0 err=0
C1 SO_REUSEADDR + bind(0.0.0.0:19890) -> r=0 err=0
D 干净端口 19897：setsockopt(SO_EXCLUSIVEADDRUSE) r=0 err=0，bind(0.0.0.0:19897) r=0 err=0，已 listen
  F 独占者在场时，带 SO_REUSEADDR 的 F bind(0.0.0.0:19897) -> r=-1 err=10013
  G 独占者在场时，不带选项的 G bind(0.0.0.0:19897) -> r=-1 err=10048
  H 独占者已关闭：两个都带 SO_REUSEADDR 各自 bind(0.0.0.0:19897) -> r=0 / r=0（只有 H2 在 listen）
  H 一条新连接进来：select ret=1  H2(在 listen)就绪=1  H3(只 bind 未 listen)就绪=0
E 客户端 socket bind 到 LISTEN 中的端口 -> r=-1 err=10048
F 让系统随机选端口 3 次： 7831 7832 7833

五条本机结论，其中前两条直接推翻”Windows 的 SO_REUSEADDR 就是允许抢地址”这句流传很广的话：

  1. 同一个 socket 重复 bind 永远是 10022（WSAEINVAL），和选项无关，这是”你想用 SO_REUSEADDR 改端口”的常见误用。
  2. 别人已经在该地址:端口上 LISTEN 时，你带 SO_REUSEADDR 去 bind 完全相同的地址得到的是 10013（WSAEACCES），不是成功。所以”服务重启 Address already in use → 加个 SO_REUSEADDR 就好”在 Windows 上并不成立；TIME_WAIT 场景要靠第 4 节那条正确路径（或换端口）。
  3. 换本地地址就不算冲突：C0 什么选项都不设，bind(0.0.0.0:19890) 在 A 已经 LISTEN 于 127.0.0.1:19890 时照样成功（r=0）。C1 加了 SO_REUSEADDR 结果一样 —— 也就是说这里 SO_REUSEADDR 根本没起作用，别把它当原因。这也是多网卡服务”通配 + 具体地址各绑一个”能共存的本机依据。
  4. 要真正的独占就得用 SO_EXCLUSIVEADDRUSE：独占者（D）在场时，带 SO_REUSEADDR 的后来者拿 10013、不带选项的拿 10048；而独占者一关闭，两个都带 SO_REUSEADDR 的 socket 就能同时 bind 在 0.0.0.0:19897（H 行两个 r=0）。此时投递给谁看谁在 listen：只 bind 不 listen 的那个 select 就绪=0，永远收不到连接。
  5. 随机端口是从 1024 往上顺着给的：三次拿到 7831/7832/7833（连号），与第 4 节 netsh 读回的”起始 1024 共 13977 个”一致。客户端侧想 bind 到已经被服务端占住的端口同样 10048（E 行）。

顺带把缓冲区口径钉死（rcb.exe，UDP 与 TCP 各扫一遍，bind 前后都读了）：

UDP 请求 SO_RCVBUF=512/1024/2048/4096/8192/16384/32768/65536/131072/262144/4194304 -> 读回同名值（11 档全部原样）
TCP 请求 SO_RCVBUF=512 … 4194304                                            -> 读回同名值（同上）
不设置时：UDP 读回 65536，TCP 读回 65536；SO_SNDBUF 默认读回 65536

Windows 不把你要求的值翻倍也不减半（Linux 会 ×2，这是移植时的经典坑），并且 setsockopt(SO_RCVBUF) 之后 getsockopt 一定读回原值——第 6 节那条”改参数先读回来核对”在这里同样重要。

三、字节序：htonl 在 x86 上就是字节反转，但坑不在函数里

  主机值 0x1234 的内存字节 : 34 12
  htons(0x1234)=0x3412     : 12 34
  主机值 0x0100007F 的内存 : 7f 00 00 01
  htonl(0x0100007F)=0x7f000001 的内存 : 01 00 00 7f
  inet_pton("127.0.0.1") r=1  字节=7f 00 00 01
  inet_addr("127.0.0.1")   =0x0100007f  (和网络字节序一致，不能当主机序用)
  误用：把主机序整数 0x7f000001 直接塞进 sin_addr.s_addr -> inet_ntoa 读出 1.0.0.127
  ntohs(80)=端口字段应为 0x0050：实际 sin_port=0x5000
  inet_pton("1.2.3.4") 0x04030201 -> ntohl = 1.2.3.4 若把它当主机序读则是 67305985

三件事按顺序记住：① 本机是小端，inet_pton("127.0.0.1") 写进内存的字节是 7f 00 00 01，与 inet_addr 的返回值 0x0100007f 是同一串字节、两种读法；把人类习惯的 0x7f000001 当成”网络序”填进 sin_addr.s_addr，inet_ntoa 就告诉你它连的是 1.0.0.127 —— 于是出现”代码看着没错、包发到别处去了”。② 端口字段同理：htons(80) 在内存里的 16 位值是 0x5000，所以直接 printf("%d", sin_port) 得到 20480 是正常的，读端口要 ntohs。③ inet_pton 的返回值是 1 表示成功、0 表示”不是合法地址”、-1 表示 AF 不支持，写成 if(inet_pton(...)) 恰好反了（成功才是 1，这个坑只有在拼错地址时才炸）。

还有一条不在输出里但必须提醒：inet_ntoa 返回静态缓冲区，同一条 printf 里调用它两次就会共用一块内存 —— conn.c 里就留了注释记录这个坑（把 inet_ntoa 和其它取 WSAGetLastError() 的表达式塞进同一个参数表，last error 会被同表内其它调用覆盖）。正确写法是紧跟调用把两个值分别取到局部变量再打印。新代码直接用 WSAAddressToString 或 inet_ntop（后者要传调用方缓冲区，见第四节）。

四、getaddrinfo：把”解析成功”和”能连上”分成两件事

sk.exe gai，七种输入，全部只走本机解析器（不主动打外网）：

getaddrinfo(host=localhost svc=80   flags=0x0   fam=AF_INET) = 0  用时 21.97 ms
  ai_family=2 socktype=1 proto=0 addrlen=16 地址=127.0.0.1:80 canon=- flags=0x0
  同上但 ai_family=AF_UNSPEC -> r=0 链= v6 v4
getaddrinfo(host=localhost svc=(NULL) flags=0x1 AI_PASSIVE) = 0  用时 0.18 ms   地址=127.0.0.1
getaddrinfo(host=(NULL) svc=19777 flags=0x1 AI_PASSIVE)      = 0  用时 0.00 ms   地址=0.0.0.0:19777
getaddrinfo(host=127.0.0.1 svc=www flags=0x0)                = 0  用时 7.14 ms   地址=127.0.0.1:80 flags=0x4
getaddrinfo(host=no-such-host.invalid svc=80)                = 0  用时 1.68 ms   地址=198.18.2.172:80
getaddrinfo(host=localhost svc=0)                             = 0  用时 0.34 ms
getaddrinfo(host=localhost svc=notanumber)                    = 10109  用时 1.61 ms  -> 错误串:(空)
GetHostName=TERMINAL

四条实用结论：

  • 服务端要用 AI_PASSIVE + host=NULL：返回的是 0.0.0.0:19777，正是第二节讲的通配绑定；addrlen=16 就是 sizeof(struct sockaddr_in)，可以直接喂给 bind，不要自己填 sin_len/sa_family。

  • AF_UNSPEC 的链是 v6 v4 —— IPv6 在前。客户端骨架必须”按链顺序逐个试 socket/connect，失败就下一个”，不能只取 res->ai_next==NULL 的那一个；上面 svc=80 那行第一次返回 127.0.0.1:80（因为 hints 里钉死了 AF_INET），去掉钉死后链里就有两个候选。

  • 服务名会查 services 数据库：svc="www" 直接给出端口 80，并且返回的 ai_flags=0x4（AI_NUMERICSERV）；传 "notanumber" 得 10109，而 gai_strerrorA(10109) 在本机返回空串 —— 排错时必须把数字码一起打出来，否则日志里只有一段空白。

  • 解析成功 ≠ 域名存在。no-such-host.invalid 这种按 RFC 6761 保证不可解析的名字，本机 getaddrinfo 返回 0 且给出 198.18.2.172。原因在本机的接口与路由表里：

    netsh interface show interface：7 个接口，已连接的有 VMnet1 / VMnet8 / 以太网 / cherry
route print：两条默认路由，网关分别是 198.18.0.2（接口 198.18.0.1）和 192.168.103.254（接口 192.168.103.24）

    198.18.0.0/16 是那块代理网卡的 fake-IP 段（第 6 节广播实验里源地址也是 198.18.0.1）。所以在有代理/劫持解析的机器上，“getaddrinfo 失败”不是唯一故障信号，要把连接结果（SO_ERROR）一起看；第一次解析 21.97 ms、后续 0.0–1.7 ms 也说明首次调用含加载解析链的固定开销，别拿它当 DNS 延迟。

五、阻塞与超时：三种”等”，各自的错误码不一样

sk.exe blk 19900（三次重复的时间写在一起）：

SO_RCVTIMEO=700ms 的空连接 recv -> ret=-1 err=10060 实际等了 703.0ms   (WSAETIMEDOUT=10060 WSAEWOULDBLOCK=10035)
  关掉超时后读回 tv_sec=0
非阻塞 connect(127.0.0.1:19901 无人监听) ret=-1 err=10035 (WSAEWOULDBLOCK)
  非阻塞 connect 后轮询 select：2016.8ms 后就绪，写集=0 异常集=1 SO_ERROR=10061 (WSAECONNREFUSED)
SO_SNDTIMEO=200ms 的阻塞 connect(死端口) ret=-1 err=10061 用时 2029.9ms
  第 8 次 send(65536) ret=-1 err=10060 这次调用阻塞了 2007.0ms
对端 accept 但不 recv，SO_SNDTIMEO=2000ms：SO_SNDBUF 请求 131072 读回 131072；写出 458752 字节/7 次，累计阻塞 0.2ms err=10060

读超时：SO_RCVTIMEO 生效，返回 ret=-1 且 err=10060 WSAETIMEDOUT（不是 10035 WSAEWOULDBLOCK），三次实测 703.0 / 705.7 / 710.4 ms → 中位 705.7（区间 703.0–710.4），比设定的 700 ms 多 3–10 ms。注意 tv_sec=0 且 tv_usec=0 是”关超时”（读回也是 0），别把 0 当”立即返回”。

连接超时：两条同时成立且反直觉的实测 —— (a) SO_SNDTIMEO=200ms 管不住 connect()：设了 200 ms，阻塞 connect 到死端口还是花了 2029.9 / 2022.1 ms（两次） 才返回 10061；(b) 非阻塞 connect 的失败在 Windows 上要从”异常集”读：select 的写集=0、异常集=1，然后 getsockopt(SO_ERROR)=10061。要可移植就同时把句柄放进 write 集和 except 集（Linux 上失败是通过 write 集 + SO_ERROR 报告的，两边正好互补）。

那个约 2 秒不是随便来的，抓包给出了形状（dump.exe loopback "tcp port 19961"，5 秒窗口，18 条全抓到）：

[        0] TCP 8387->19961 .S.... seq=1155741428 win=65535 [MSS=65495] [wscale=8] [sackok]
[       19] TCP 19961->8387 ..R.A. seq=0 ack=1155741429 win=0            ← RST 在 19µs 后就到了
[   505201] TCP 8387->19961 .S.... seq=1155741428 ... chk=8c56           ← 同一个 seq/chk 的 SYN 重发
[  1011595] TCP 8387->19961 .S.... ...
[  1515203] TCP 8387->19961 .S.... ...
captured 18 packets                                                      ← 9 次 SYN + 9 次 RST

RST 19µs 就到了，但 connect 要 2.0 s 才把 10061 交给应用；这期间 SYN 按 505.2 / 506.4 / 503.6 ms（中位 505.2） 的节拍重发（与第 5 节 netsh 读回的”最小 RTO 300ms”同量级，但本机重传节拍是 ~505ms），序号与校验和完全相同（seq=1155741428 chk=8c56）—— 这就是”重传”的字节级形状。应用层拿不到 19µs 那个快速否定，只能等内核按自己的节拍放弃，所以”连接超时”必须由应用自己用非阻塞 + select 实现，别指望任何 SO_*TIMEO。

写阻塞：对端 accept 之后一个字节都不读，本机把数据全吞进缓冲区：

不设 SO_SNDTIMEO（blk2 模式，前 4 次 send 瞬间返回）：
   #1 累计 65536 字节 t=0.0ms
   #2 累计 131072 字节 t=0.1ms
   #3 累计 196608 字节 t=0.1ms
   #4 累计 262144 字节 t=0.1ms
   （第 5 次 send 之后再无任何输出）exit=124  ← 被 timeout 20/22 强杀，即阻塞 ≥ 20 秒未返回
设 SO_SNDTIMEO=2000ms（blk 模式，SO_SNDBUF 先设成 131072）：
   前 7 次全部返回，共 458752 字节；第 8 次阻塞 2007.0ms 后 ret=-1 err=10060

两组的差别只在”被吞掉的字节数”：裸 send 组吞了 262144 字节（SO_SNDBUF 是本机默认 65536）后卡死，先设 SO_SNDBUF=131072 的那组吞了 458752 字节才开始阻塞、第 8 次调用在 2007.0 ms 后返回 10060。这两个数是”本端发送缓冲 + 在途 + 对端接收缓冲”的合计，本机没有把它逐层拆开（未实测），所以不要按”SO_SNDBUF 多了 65536 所以多写 65536”去算。要点只有一句：阻塞 socket 上的 send 可以永远不返回，进程就那样挂着；SO_SNDTIMEO 是它唯一的解药（而它管不了 connect）。反压、超时、丢弃策略都得自己写（第 10 节）。

六、粘包与拆包：TCP 是字节流，UDP 是整包 —— 四组实测对照

sk.exe pack 19930，每个子测试都用一条新连接（第一版让四个子测试共用一条连接，上一段留在接收缓冲区里的字节被下一段当成帧头读走，recv 随后一直等不到那么多字节、程序直接卡死 —— 这个 bug 本身就是”没有消息边界”的代价）：

A 三次 send(10)（"ABCDEFGHIJ"/"KLMNOPQRST"/"UVWXYZ0123"），服务端一次 recv(1024)：
  #1 ret=30 [ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123] 等了 152.1ms
  第 2 次 recv 前 select 说不可读 ret=0（30 字节已被第一条 recv 一次取光，这里绝不能裸 recv）
B 一次 send(60)，接收端每次只 recv(4)：
   recv#1 ret=4 [abcd]   recv#2 ret=4 [efgh]   recv#3 ret=4 [ijkl]   共 15 次 recv 收到 60 字节
C 逐字节 send 20 次，接收端 recv(16)：
   ret=16 [ABCDEFGHIJKLMNOP]        还剩 4 字节在缓冲区里 [QRST]
D 长度前缀帧（4 字节头 + 7 字节正文），发送端每写 1 字节接收端就立刻试读：
    已发第  1 字节：recv(还差 4) -> ret=1 累计帧头 1/4
    已发第  2 字节：recv(还差 3) -> ret=1 累计帧头 2/4
    已发第  3 字节：recv(还差 2) -> ret=1 累计帧头 3/4
    已发第  4 字节：recv(还差 1) -> ret=1 累计帧头 4/4
   帧头 4 字节解析出长度=7      正文收 7 字节 [MSG7777]
   帧已消费干净：select 不可读 —— 这里绝不能裸调 MSG_PEEK，那会一直阻塞
UDP 对照：sendto(50) 两次，接收端先 recvfrom(8)：
  recvfrom(8) ret=-1 err=10040 (WSAEMSGSIZE=10040)
  再 recvfrom(8) ret=-1 err=10040
  select 看到 u2 可读=0     换 64 字节缓冲的机会没有了：两个数据报都已作废

同一场连 Npcap 一起抓（dump.exe loopback "tcp port 19945"），核对完再下结论：

captured 98 packets     载荷分布：63 段 payload=0、31 段 payload=1、3 段 payload=10、1 段 payload=60
抓到载荷字节合计 = 121        应用侧发出 = 30 + 60 + 20 + 11 = 121        ← 两侧完全相等，本场抓包完整
带 PSH 的段 35 条 = 3 + 1 + 20 + 11                                        ← 与四次子测试一一对上

于是”粘包”这个词被实测拆成两件事：

  1. A 场景里线上并没有粘：3 次 send(10) 在抓包里就是 3 段 payload=10（Nagle 在回环上不合并，与第 5 节”8 次单字节写 = 8 段”同一个结果）。是接收端一条 recv(1024) 把 30 字节一次读走才”粘”的 —— 粘在读法上，不在网络上。
  2. B/C 场景里线上也没有拆：1 次 send(60) 就是 1 段 payload=60，接收端 recv(4) 十五次才读完，是内核缓冲区按调用者要求的量交付。C 更直接：20 段 payload=1 上线，接收端一次 recv(16) 拿走 16 字节、剩 4 字节 [QRST] 留在缓冲区。
  3. 所以 TCP 只提供”有序字节流”，不保留消息边界：recv 返回 1、4、16、30 都合法。唯一可靠的办法是自己定帧（长度前缀 / 定长 / 分隔符），并且写累加循环：D 场景里 recv(还差 4) 真的只给 1 字节，四次才凑满一个 4 字节头 —— 任何”读一次头就够了”的代码在这台机器上都会解出错误的长度然后卡死。帧格式的设计口径见第 12 节。
  4. UDP 是反面教材的对照组：小缓冲 recvfrom(8) 撞上一个 50 字节数据报，返回 -1 / 10040 WSAEMSGSIZE，而且两个数据报一起作废（随后 select 说不可读）。TCP 会把你要求的那 8 字节给你、剩下的留着；UDP 直接把整包丢掉（MSG_PARTIAL / 允许截断的行为本机未测）。这既是”UDP 不会粘包”的真相，也是”UDP 上随便给个小缓冲区更危险”的代价。

七、select 的容量与两个常数

sk.exe sel 50（默认编译）与 skbig.exe sel 200（gcc -DFD_SETSIZE=1024 重编，必须在包含 winsock2.h 之前定义，命令行 -D 正是最省事的办法）：

编译期 FD_SETSIZE=64   sizeof(fd_set)=520   fd_count 类型大小=4  sizeof(fd_set.fd_array[0])=8
编译期 FD_SETSIZE=1024 sizeof(fd_set)=8200  …同上
FD_SET 50 个后 fd_count=50      FD_SET 200 个后 fd_count=200
select(0,...) 空集等待 ret=0     ← nfds 传 0 在 Windows 是合法的，它被完全忽略
往最后一个 socket 灌 1 个数据报后 select ret=1，FD_ISSET(最后一个)=1
WSAPoll(50 个,100ms) ret=1 ；WSAPoll(200 个,100ms) ret=1
  • sizeof(fd_set) = 4 + FD_SETSIZE×8（520 与 8200 精确吻合），因为 x64 上 SOCKET 是 8 字节。FD_SETSIZE 是编译期常量，默认 64；要同时管 200 个 socket 就必须重编，代价是每个 fd_set 8 KB、每次调用还要 FD_ZERO+200 次 FD_SET。
  • 超过 FD_SETSIZE 再 FD_SET 是数组越界，属于未定义行为。本机探针刻意把 FD_SET 的数量夹在 min(n, FD_SETSIZE) 以内，所以没有测出”越界会怎样”（负面结果也照实说：不确定的事不在自己机器上试）。
  • select 每次调用都要重新 FD_ZERO+FD_SET 全量集合（它会改写传入的集合），这是 O(n) 每轮的根源；WSAPoll 用数组、WSAEventSelect/IOCP 用完成，才是第 10 节高并发的路子（本机只做了一次 WSAPoll 计数验证，性能未测）。

八、本节未在本机实测，原因写清楚

  • listen() 第二参数（backlog）的真实效果、半连接队列溢出与 SYN 重传的关系：需要压满队列或制造 SYN 洪水，属于不允许的压测；本节所有 listen(srv,4) 只用来保证能 accept。第 4 节有状态机与 TIME_WAIT 的实测。
  • 跨机 / 跨网段的 bind、SO_REUSEADDR、连接超时：本机没有第二台机器；route print 里那两条默认路由都指向本地虚拟网关。第五节那个 ~2.0 s 是死端口 RST 场景，不能当”SYN 被防火墙静默丢弃后的 connect 超时”用。
  • IOCP、WSAAsyncSelect、WSAIoctl 的完成例程路径：本节只用了 WSAIoctl(SIO_UDP_CONNRESET)（在第 6 节）与只读的 SIO_TCP_INFO（在第 5 节），事件模型与完成模型一概未测，归第 10 节。
  • IPv6 端到端：gai 模式证明 AF_UNSPEC 的链是 v6 v4、localhost 能给出 v6 候选，但本节所有连接都打在 127.0.0.1 上，v6 路径一次都没真正 connect 过，双栈回退逻辑属于”写了但没跑”。
  • Linux 侧对应行为（SO_RCVTIMEO 返回 EAGAIN 还是 ETIMEDOUT、SO_RCVBUF 的 ×2、connect 用 write 集报告失败）：本机没有 Linux，本节只报 Windows 读数，不做跨平台推断。

九、小结

  • 骨架三件事：WSAStartup 先行；WSADATA 里 iMaxUdpDg=0 iMaxSockets=0 是遗留字段不是上限；closesocket/WSAGetLastError 而非 close/errno，SOCKET 是 64 位内核句柄（实测值 236/240/244/248…）。
  • 绑定：重复 bind 自己=10022；撞别人 LISTEN=10048；带 SO_REUSEADDR 去抢同一地址=10013，不是成功；bind(0.0.0.0) 与已存在的 127.0.0.1 可无选项共存（SO_REUSEADDR 在此没起作用）；要独占用 SO_EXCLUSIVEADDRUSE；SO_RCVBUF 512…4194304 全部原样读回，默认 65536。
  • 字节序：inet_pton("127.0.0.1") 的内存是 7f 00 00 01，inet_addr 返回 0x0100007f；把 0x7f000001 当网络序填会得到 1.0.0.127；htons(80) 的字段值是 0x5000；inet_pton 成功返回 1；inet_ntoa 是静态缓冲区，一次 printf 里别用两次。
  • getaddrinfo：服务端 AI_PASSIVE+NULL → 0.0.0.0:19777；AF_UNSPEC 链 v6 在前；svc="www"→80 且 ai_flags=0x4；"notanumber"→10109 且 gai_strerrorA 是空串；不存在的域名被本机代理解析成 198.18.2.172 —— 解析成功不等于能连上。
  • 超时：SO_RCVTIMEO → -1/10060（705.7ms 中位，设定 700ms）；SO_SNDTIMEO 对 connect 无效（2029.9ms vs 设定 200ms）；非阻塞 connect 失败在异常集里、要 getsockopt(SO_ERROR)；RST 19µs 就回来而 connect 2.0s 才失败，期间 SYN 每 ~505ms 重发；裸 send 在对端不读时阻塞 ≥20 秒（前 4 次共 262144 字节瞬间返回）。
  • 粘包：抓包 98 条、载荷 121 字节 = 应用侧 121 字节（本场完整）；3 次 send(10) 在线上仍是 3 段，一次 recv(1024) 拿回 30 —— 粘在读法；一次 send(60) 用 15 次 recv(4) 读完 —— 拆在读法；逐字节推帧头时 recv 真的只给 1 字节，累加循环必须；UDP 上小缓冲 recvfrom(8) → -1/10040 且整包作废。
  • select：FD_SETSIZE 是编译期常量（64 → sizeof(fd_set)=520；-DFD_SETSIZE=1024 → 8200，元素 8 字节），nfds 传 0 合法且被忽略，超界 FD_SET 是越界（本机未测后果）；WSAPoll 同场景可用。