4.10 四次挥手中收到乱序的 FIN 包会如何处理？

收到个读者的问题，他在面试鹅厂的时候，被搞懵了，因为面试官问了他这么一个网络问题：

不得不说，鹅厂真的很喜欢问网络问题，而且爱问异常情况下的网络问题，之前也有篇另外一个读者面试鹅厂的网络问题：「被鹅厂面怕了！open in new window」。

不过这道鹅厂的网络题可能是提问的读者表述有问题，因为如果 FIN 报文比数据包先抵达客户端，此时 FIN 报文其实是一个乱序的报文，此时客户端的 TCP 连接并不会从 FIN_WAIT_2 状态转换到 TIME_WAIT 状态。

因此，我们要关注到点是看「在 FIN_WAIT_2 状态下，是如何处理收到的乱序到 FIN 报文，然后 TCP 连接又是什么时候才进入到 TIME_WAIT 状态？」。

我这里先直接说结论：

在 FIN_WAIT_2 状态时，如果收到乱序的 FIN 报文，那么就被会加入到「乱序队列」，并不会进入到 TIME_WAIT 状态。

等再次收到前面被网络延迟的数据包时，会判断乱序队列有没有数据，然后会检测乱序队列中是否有可用的数据，如果能在乱序队列中找到与当前报文的序列号保持的顺序的报文，就会看该报文是否有 FIN 标志，如果发现有 FIN 标志，这时才会进入 TIME_WAIT 状态。

我也画了一张图，大家可以结合着图来理解。

TCP 源码分析

接下来，我带大家看看源码，听到要源码分析，可能有的同学就怂了。

其实要分析我们今天这个问题，只要懂 if else 就行了，我也会用中文来表述代码的逻辑，所以单纯看我的文字也是可以的。

这次我们重点分析的是，在 FIN_WAIT_2 状态下，收到 FIN 报文是如何处理的。

在 Linux 内核里，当 IP 层处理完消息后，会通过回调 tcp_v4_rcv 函数将消息转给 TCP 层，所以这个函数就是 TCP 层收到消息的入口。

处于 FIN_WAIT_2 状态下的客户端，在收到服务端的报文后，最终会调用 tcp_v4_do_rcv 函数。

接下来，tcp_v4_do_rcv 方法会调用 tcp_rcv_state_process，在这里会根据 TCP 状态做对应的处理，这里我们只关注 FIN_WAIT_2 状态。

在上面这个代码里，可以看到如果 shutdown 关闭了读方向，那么在收到对方发来的数据包，则会回复 RST 报文。

而我们这次的题目里，shutdown 只关闭了写方向，所以会继续往下调用 tcp_data_queue 函数（因为 case TCP_FIN_WAIT2 代码块里并没有 break 语句，所以会走到该函数）。

在上面的 tcp_data_queue 函数里，如果收到的报文的序列号是我们预期的，也就是有序的话：

会判断该报文有没有 FIN 标志，如果有的话就会调用 tcp_fin 函数，这个函数负责将 FIN_WAIT_2 状态转换为 TIME_WAIT。
接着还会看乱序队列有没有数据，如果有的话会调用 tcp_ofo_queue 函数，这个函数负责检查乱序队列中是否有数据包可用，即能不能在乱序队列找到与当前数据包保持序列号连续的数据包。

而当收到的报文的序列号不是我们预期的，也就是乱序的话，则调用 tcp_data_queue_ofo 函数，将报文加入到乱序队列，这个队列的数据结构是红黑树。

我们的题目里，客户端收到的 FIN 报文实际上是一个乱序的报文，因此此时并不会调用 tcp_fin 函数进行状态转换，而是将报文通过 tcp_data_queue_ofo 函数加入到乱序队列。

然后当客户端收到被网络延迟的数据包后，此时因为该数据包的序列号是期望的，然后又因为上一次收到的乱序 FIN 报文被加入到了乱序队列，表明乱序队列是有数据的，于是就会调用 tcp_ofo_queue 函数。

我们来看看 tcp_ofo_queue 函数。

在上面的 tcp_ofo_queue 函数里，在乱序队列中找到能与当前报文的序列号保持的顺序的报文后，会看该报文是否有 FIN 标志，如果有的话，就会调用 tcp_fin() 函数。

最后，我们来看看 tcp_fin 函数的处理。

可以看到，如果当前的 TCP 状态为 TCP_FIN_WAIT2，就会发送第四次挥手 ack，然后调用 tcp_time_wait 函数，这个函数里会将 TCP 状态变更为 TIME_WAIT，并启动 TIME_WAIT 的定时器。

怎么看 TCP 源码？

之前有不少同学问我，我是怎么看 TCP 源码的？

其实我看 TCP 源码，并不是直接打开 Linux 源码直接看，因为 Linux 源码实在太庞大了，如果我不知道 TCP 入口函数在哪，那简直就是大海捞针。

所以，在看 TCP 源码，我们可以去网上搜索下别人的源码分析，网上已经有很多前辈帮我们分析了 TCP 源码了，而且各个函数的调用链路，他们都有写出来了。

比如，你想了解 TCP 三次握手/四次挥手的源码实现，你就可以以「TCP 三次握手/四次挥手的源码分析」这样关键字来搜索，大部分文章的注释写的还是很清晰，我最开始就按这种方式来学习 TCP 源码的。

网上的文章一般只会将重点的部分，很多代码细节没有贴出来，如果你想完整的看到函数的所有代码，那就得看内核代码了。

这里推荐个看 Linux 内核代码的在线网站：

https://elixir.bootlin.com/linux/latest/sourceopen in new window

我觉得还是挺好用的，左侧各个版本的代码都有，右上角也可以搜索函数。

所以，我看 TCP 源码的经验就是，先在网上找找前辈写的 TCP 源码分析，然后知道整个函数的调用链路后，如果想具体了解某个函数的具体实现，可以在我说的那个看 Linux 内核代码的在线网站上搜索该函数，就可以看到完整的函数的实现。如果中途遇到看不懂的代码，也可以将这个代码复制到百度或者谷歌搜索，一般也能找到别人分析的过程。

学会了看 TCP 源码其实有助于我们分析一些异常问题，就比如今天这道网络题目，在网上其实是搜索不出答案的，而且我们也很难用实验的方式来模拟。

所以要想知道答案，只能去看源码。