端口重用

前言
SO_REUSEADDR
其他学习
总结

前言

服务器重启进程时总会提示端口已经被绑定的报错，直到重试好几次才能重启成功。
这是因为端口尚未完全关闭的情况，这时如果不设置端口重用，则无法完成绑定，因为端口还处于被别的套接口绑定的状态之中。

SO_REUSEADDR

简介

允许启动一个监听服务器并捆绑其众所周知端口，即使以前建立的将此端口用做他们的本地端口的连接仍存在。这通常是重启监听服务器时出现，若不设置此选项，则bind时将出错。
允许在同一端口上启动同一服务器的多个实例，只要每个实例捆绑一个不同的本地IP地址即可。对于TCP，我们根本不可能启动捆绑相同IP地址和相同端口号的多个服务器。
允许单个进程捆绑同一端口到多个套接口上，只要每个捆绑指定不同的本地IP地址即可。这一般不用于TCP服务器。
允许完全重复地捆绑：当一个IP地址和端口绑定到某个套接口上时，还允许此IP地址和端口捆绑到另一个套接口上。一般来说，这个特性仅在支持多播的系统上才有，而且只对UDP套接口而言（TCP不支持多播）。

Python中的用法

测试源码

import socket

serveripaddr = '127.0.0.1'
tcp_listen_addr = (serveripaddr, 12345)
set_reuse_addr = False # True:允许重用,不会报错.False:默认不支持重用,会报错

sock1 = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
if set_reuse_addr:
    sock1.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sock1.bind(tcp_listen_addr)
sock1.listen(1)

sock2 = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
if set_reuse_addr:
    sock2.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sock2.bind(tcp_listen_addr)
sock2.listen(1)

不允许端口重用有如下报错：

Traceback (most recent call last):
  File "C:	est.py", line 17, in <module>
    sock2.bind(tcp_listen_addr)
OSError: [WinError 10048] 通常每个套接字地址(协议/网络地址/端口)只允许使用一次。

golang用法

已经看了go源码，没能琢磨出不修改源码的方案，大家有办法搞定，记得给我说说额。
我这边是通过修改go源码，编译出来的可执行程序默认就支持端口重用。

修改源码：gosrc etsockopt_windows.go，按照如下方法加入一段代码。

func setDefaultSockopts(s syscall.Handle, family, sotype int, ipv6only bool) error {
	if family == syscall.AF_INET6 && sotype != syscall.SOCK_RAW {
		// Allow both IP versions even if the OS default
		// is otherwise. Note that some operating systems
		// never admit this option.
		syscall.SetsockoptInt(s, syscall.IPPROTO_IPV6, syscall.IPV6_V6ONLY, boolint(ipv6only))
	}
	// 加入代码,Start
	if family == syscall.AF_INET && sotype == syscall.SOCK_STREAM {
		syscall.SetsockoptInt(s, syscall.SOL_SOCKET, syscall.SO_REUSEADDR, 1)
	}
	// 加入代码,End
	if (sotype == syscall.SOCK_DGRAM || sotype == syscall.SOCK_RAW) && family != syscall.AF_UNIX && family != syscall.AF_INET6 {
		// Allow broadcast.
		return os.NewSyscallError("setsockopt", syscall.SetsockoptInt(s, syscall.SOL_SOCKET, syscall.SO_BROADCAST, 1))
	}
	return nil
}

修改源码：gosrc etsockopt_linux.go，按照如下方法加入一段代码。

func setDefaultSockopts(s, family, sotype int, ipv6only bool) error {
	if family == syscall.AF_INET6 && sotype != syscall.SOCK_RAW {
		// Allow both IP versions even if the OS default
		// is otherwise. Note that some operating systems
		// never admit this option.
		syscall.SetsockoptInt(s, syscall.IPPROTO_IPV6, syscall.IPV6_V6ONLY, boolint(ipv6only))
	}
	// 加入代码,Start
	if family == syscall.AF_INET && sotype == syscall.SOCK_STREAM {
		syscall.SetsockoptInt(s, syscall.SOL_SOCKET, syscall.SO_REUSEADDR, 1)
	}
	// 加入代码,End
	if (sotype == syscall.SOCK_DGRAM || sotype == syscall.SOCK_RAW) && family != syscall.AF_UNIX {
		// Allow broadcast.
		return os.NewSyscallError("setsockopt", syscall.SetsockoptInt(s, syscall.SOL_SOCKET, syscall.SO_BROADCAST, 1))
	}
	return nil
}

修改完源码，编译时需要带上-a强制重新编译所以包，不然还是会使用缓存的.a文件进行编译，例如：go build -a test.go。

其他学习

关于socket有如下5个重要元素，只要其中一个不同，那系统就能区别不同的socket连接。只要5个完全相同，则后面建立绑定的代码会报报错。
因此实际项目中，可以由不同进程对同一个端口不同IP进行绑定。例如可以同时绑定“127.0.0.0:12345”和“192.168.1.10:12345”，操作系统知道只是两个不同的绑定。

SOCKET	本方IP	本方Port	目的IP	目的Port	协议
sokcet1	127.0.0.1	8000	192.168.1.1	9000	Tcp
socket2	127.0.0.1	8000	192.168.1.1	10000	Tcp

总结

运用端口重用对于我来说最大的方便就是重启进程快了很多，不用一遍遍尝试绑定端口，都不知道啥时候可以成功。
还有就是通过学习，认识到建立监听的5个元素，只要其中一个不同，就能实例化多个socket连接。