TCP的有限状态机 | 码农家园

昨天面试的时候被面试官问了TCP的有限状态机，状态机一直听说过，但是没有去了解是什么，当时答的是“我可能知道有这么个东西，但是不清楚它叫有限状态机”，今天去看了一下，果然是知道有这个东西，但是不清楚叫有限状态机。现在整理一下。

以下行文：先介绍状态机，再介绍TCP状态机。

状态机

状态机：顾名思义，状态转换，既然需要状态转换，就需要有状态（State），状态之间转换需要转换条件（Guard）以及事件（Event），这里的条件和事件有点容易混淆，我的理解是：条件指是状态机内部的一些状态，事件是指来自状态机外部的事件，只有内部和外部的条件和事件都满足了，才能够产生迁移（Transition），但是，外部事件并不一定会引起状态的迁移，有可能只是产生一些动作（Action）。（以上是我个人理解，欢迎斧正）。

下面是关于状态机的一些名词解释，可能会比较晦涩。来自https://glumes.com/post/android/understand-state-machine/

State（状态）：状态（State），就是一个系统在其生命周期中某一个时刻的运行情况，此时，系统会执行一些操作，或者等待一些外部输入。并且，在当前形态下，可能会有不同的行为和属性。
Guard（条件）：状态机对外部消息进行响应时，除了需要判断当前的状态，还需要判断跟这个状态相关的一些条件是否成立。这种判断称为 Guard（条件）。Guard 通过允许或者禁止某些操作来影响状态机的行为。
Event（事件）：事件（Event），就是在一定的时间和空间上发生的对系统有意义的事情，事件通常会引起状态的变迁，促使状态机从一种状态切换到另一种状态。
Action（动作）：当一个事件（Event）被状态机系统分发的时候，状态机用动作（Action）来进行响应，比如修改一下变量的值、进行输入输出、产生另外一个 Event 或者迁移到另外一个状态等。
Transition（迁移）：从一个状态切换到另一个状态被称为 Transition（迁移）。引起状态迁移的事件被称为触发事件（triggering event），或者被简称为触发（trigger）。

TCP的状态机

直接上图：

大家可能对下面这个两个图会比较熟悉：

实际上这两个图就是对TCP状态机的简化。

TCP状态的描述

TCP状态及其描述如下表。

状态	描述
LISTEN	等待来自远程TCP应用程序的请求
SYN_SENT	发送连接请求后等待来自远程端点的确认。TCP第一次握手后客户端所处的状态
SYN-RECEIVED	该端点已经接收到连接请求并发送确认。该端点正在等待最终确认。TCP第二次握手后服务端所处的状态
ESTABLISHED	代表连接已经建立起来了。这是连接数据传输阶段的正常状态
FIN_WAIT_1	等待来自远程TCP的终止连接请求或终止请求的确认
FIN_WAIT_2	在此端点发送终止连接请求后，等待来自远程TCP的连接终止请求
CLOSE_WAIT	该端点已经收到来自远程端点的关闭请求，此TCP正在等待本地应用程序的连接终止请求
CLOSING	等待来自远程TCP的连接终止请求确认
LAST_ACK	等待先前发送到远程TCP的连接终止请求的确认
TIME_WAIT	等待足够的时间来确保远程TCP接收到其连接终止请求的确认

参考资料：

https://www.jianshu.com/p/3c7a0771b67e

https://glumes.com/post/android/understand-state-machine/