★ TCP 为什么要三次握手、四次挥手？状态如何流转？

结论先行：三次握手的目的是双向确认收发能力并同步初始序列号，同时让收到“历史失效报文”的一方有机会拒绝旧连接；四次挥手是因为 TCP 是全双工，两个方向要各自独立关闭——被动方收到 FIN 后可能还有数据要发，所以“回 ACK”和“发自己的 FIN”必须分成两步。

三次握手（建立连接）

1. Client → Server: SYN, seq=x
2. Server → Client: SYN+ACK, seq=y, ack=x+1
3. Client → Server: ACK, ack=y+1

• 状态流转：Client：CLOSED → SYN_SENT → ESTABLISHED；Server：LISTEN → SYN_RCVD → ESTABLISHED；
• 为什么不是两次：两次只能证明 Server 收发正常、Client 能发，无法证明 Client 能收，也防不住历史连接误建；
• 为什么不是四次：三次已能完成双向确认，第四次纯属冗余。

四次挥手（断开连接）

1. 主动方 → 被动方: FIN          主动方进入 FIN_WAIT_1
2. 被动方 → 主动方: ACK           主动方 FIN_WAIT_2；被动方 CLOSE_WAIT
3. 被动方 → 主动方: FIN           被动方 LAST_ACK（数据发完后再发 FIN）
4. 主动方 → 被动方: ACK           主动方 TIME_WAIT（等 2MSL）→ CLOSED

• 第 2、3 步之间被动方仍可发数据，这段叫“半关闭”；
• 主动方最后等 2MSL：一是让迟到的旧报文在网络中消亡，避免污染新连接；二是若最后的 ACK 丢失，还能响应对端重传的 FIN。

编程视角

Socket socket = new Socket("example.com", 443); // 建连（隐含三次握手）
// 双向收发数据……
socket.close();                                 // 断开（触发四次挥手）

常见追问 / 记忆点

• 追问：TIME_WAIT 过多会怎样？答：占用端口与内存，高并发短连接下可能端口耗尽；解法是长连接/连接复用或调内核参数。
• 追问：挥手能三次吗？答：只有被动方“确认关闭”和“数据发完”恰好同时满足才能合并，一般场景做不到。
• 记忆点：握手三次为“双向确认 + 同步序列号 + 防历史报文”；挥手四次是“全双工各自关闭”的必然结果。