三次握手确保TCP连接可靠建立,四次挥手实现双向断开;Java开发中需理解其原理以优化连接管理、避免TIME_WAIT或CLOSE_WAIT问题,并提升高并发场景下的性能。
TCP 的三次握手和四次挥手是 Java 后端开发中网络通信的基础知识,尤其在处理高并发、长连接或自定义协议通信时非常重要。它们分别对应 TCP 连接的建立和断开过程,确保数据传输的可靠性和有序性。
三次握手(建立连接)
三次握手的目的是在客户端和服务器之间同步序列号,确认双方的发送和接收能力,从而建立一个可靠的 TCP 连接。
过程如下:
- 第一次握手:客户端发送 SYN 报文(SYN=1, seq=x)给服务器,进入 SYN_SEND 状态,等待确认。
- 第二次握手:服务器收到 SYN 后,回复一个 SYN+ACK 报文(SYN=1, ACK=1, seq=y, ack=x+1),进入 SYN_RECV 状态。
- 第三次握手:客户端收到 SYN+ACK 后,发送 ACK 报文(ACK=1, seq=x+1, ack=y+1)给服务器,连接建立成功。
此时,TCP 双向连接建立完成,双方可以开始传输数据。
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为什么是三次?主要是为了防止已失效的连接请求突然传到服务器,造成资源浪费。三次握手能确保双方都确认了对方的通信能力。
四次挥手(断开连接)
TCP 是全双工通信,断开连接时需要双方各自关闭自己的发送通道,因此需要四次交互。
过程如下:
- 第一次挥手:主动关闭方(如客户端)发送 FIN 报文(FIN=1, seq=u),进入 FIN_WAIT_1 状态。
- 第二次挥手:被动关闭方收到 FIN 后,发送 ACK 报文(ACK=1, seq=v, ack=u+1),进入 CLOSE_WAIT 状态;主动方收到后进入 FIN_WAIT_2。
- 第三次挥手:被动关闭方准备好关闭时,发送 FIN 报文(FIN=1, ACK=1, seq=w, ack=u+1),进入 LAST_ACK 状态。
- 第四次挥手:主动关闭方回复 ACK 报文(ACK=1, seq=u+1, ack=w+1),进入 TIME_WAIT 状态,等待 2MSL 后关闭;被动方收到后连接关闭。
TIME_WAIT 状态的存在是为了确保最后一个 ACK 能被对方收到,防止旧连接的延迟报文干扰新连接。
Java 开发中的实际影响
虽然 Java 中使用 Socket 或 Netty 等框架时,握手和挥手由操作系统底层完成,但开发者仍需理解其原理:
- 大量短连接可能导致 TIME_WAIT 状态过多,影响端口复用,可通过调整内核参数优化。
- Netty 等 NIO 框架中,连接状态管理依赖于 TCP 状态机,了解握手挥手有助于排查连接泄漏或 CLOSE_WAIT 堆积问题。
- 在设计长连接服务(如 WebSocket、RPC)时,合理的心跳机制可避免连接因超时被中间设备断开。
基本上就这些。掌握三次握手和四次挥手,有助于深入理解 Java 后端网络编程中的连接管理与性能调优。
以上就是java后端开发中TCP的三次握手和四次挥手是什么?的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

