int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
int optval = 1;
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval));
// 然后调用 bind()

setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &optval, sizeof(optval));

TCP的端口复用（SO_ REUSEADDR与SO_ REUSEPORT）详解 1. 问题背景 在TCP网络编程中，当服务器或客户端需要绑定（bind）一个地址和端口时，可能会遇到“Address already in use”错误。这是因为操作系统默认不允许在短时间内重复使用同一个端口（尤其是处于TIME_ WAIT状态的连接占用的端口）。端口复用（Port Reuse）通过套接字选项（Socket Options）解决这一问题，主要涉及两个选项： SO_REUSEADDR 和 SO_REUSEPORT 。 2. 端口复用的核心需求 快速重启服务器 ：服务器崩溃或主动关闭后，可能仍有客户端连接处于TIME_ WAIT状态（等待2MSL时间），此时立即重启服务器会绑定失败。 多实例监听同一端口 ：如负载均衡场景下，多个进程需要同时监听同一个端口（例如Nginx多worker进程）。 避免端口耗尽 ：高频短连接场景下，客户端或服务器可能快速消耗大量端口。 3. SO_ REUSEADDR详解 3.1 作用 允许绑定处于TIME_ WAIT状态的本地地址和端口，但 不允许多个套接字同时监听同一端口 （除非先前的监听套接字已关闭）。 3.2 适用场景 服务器重启 ： 假设服务器主动关闭连接，端口会进入TIME_ WAIT状态（持续2MSL）。启用 SO_REUSEADDR 后，新套接字可以立即绑定该端口。 多播/广播应用 ：多个套接字需绑定同一端口接收数据。 3.3 规则限制 若当前存在 活跃监听套接字 ，则新套接字绑定相同端口会失败。 允许绑定处于TIME_ WAIT状态的端口，但需确保新套接字的IP和端口组合唯一（例如通过不同IP区分）。 3.4 代码示例（C语言） 4. SO_ REUSEPORT详解 4.1 作用 允许多个套接字 同时监听同一端口 ，操作系统内核会自动将连接请求负载均衡到这些套接字。 4.2 适用场景 高性能服务器 ：多个进程（如Nginx worker）各自监听同一端口，避免锁竞争。 权限控制 ：普通进程可绑定特权端口（如80），只要首个监听套接字有足够权限。 4.3 规则限制 所有套接字必须设置 SO_REUSEPORT ，且绑定完全相同的IP和端口。 内核通过哈希算法将连接请求分发到不同监听套接字。 4.4 代码示例 5. SO_ REUSEADDR与SO_ REUSEPORT的区别 | 特性 | SO_ REUSEADDR | SO_ REUSEPORT | |---------------------|----------------------------|----------------------------| | 解决TIME_ WAIT冲突 | 是 | 是 | | 多实例监听同一端口 | 否（需先关闭旧监听套接字） | 是 | | 负载均衡 | 无 | 内核自动分配连接 | | 权限要求 | 绑定特权端口需root权限 | 首个监听套接字需root权限 | 6. 底层原理与注意事项 6.1 内核如何处理端口复用？ 绑定检查 ：当套接字绑定端口时，内核检查现有连接状态（如TIME_ WAIT）和监听状态。 四元组唯一性 ：即使端口复用，每个连接的（源IP、源端口、目标IP、目标端口）必须唯一。 6.2 潜在风险 数据混淆 ：若旧连接的数据包延迟到达，可能被新连接接收（通过序列号校验可避免）。 安全限制 ： SO_REUSEPORT 可能被滥用（如恶意进程劫持流量），需配合权限控制。 7. 实际应用案例 案例1：Web服务器重启 服务器设置 SO_REUSEADDR 。 关闭后，即使存在TIME_ WAIT连接，新实例也能立即绑定端口。 案例2：Nginx多进程模型 所有worker进程设置 SO_REUSEPORT 。 每个进程独立监听80端口，内核将新连接均匀分配给进程。 8. 总结 SO_REUSEADDR ：解决TIME_ WAIT导致的绑定问题，但不能多实例同时监听。 SO_REUSEPORT ：支持多实例监听同一端口，适用于高性能场景。 两者可结合使用，但需注意操作系统的兼容性（如早期Unix仅支持 SO_REUSEADDR ）。 通过合理配置端口复用，可以显著提升TCP应用的灵活性和可靠性。