在用户进程启用了保活定时器的情况下，如果连接超过空闲时间没有数据交互，则保活定时器超时，向对端发送保活探测包，若(1)收到回复则说明对端工作正常，重置定时器等下下次达到空闲时间；(2) 收到其他回复，则确定对端已重启，关闭连接；(3) 超过探测次数仍未得到回复，则认为对端主机已经崩溃，关闭连接；
启动定时器：
用户进程可以通过socket的SO_KEEPALIVE选项来开启或关闭保活定时器探测，TCP最终会调用tcp_set_keepalive来实现保活定期的开启与关闭；
int sock_setsockopt(struct socket *sock, int level, int optname,
char __user *optval, unsigned int optlen)
{
struct sock *sk = sock->sk;
int val;
int valbool;
struct linger ling;
int ret = ; valbool = val ? : ; lock_sock(sk); switch (optname) {
case SO_KEEPALIVE:
if (sk->sk_prot->keepalive)
sk->sk_prot->keepalive(sk, valbool);
sock_valbool_flag(sk, SOCK_KEEPOPEN, valbool);
break;
}
}
struct proto tcp_prot = {
.name = "TCP",
/* 省略部分字段 */
.keepalive = tcp_set_keepalive,
/* 省略部分字段 */
}
void tcp_set_keepalive(struct sock *sk, int val)
{
if (( << sk->sk_state) & (TCPF_CLOSE | TCPF_LISTEN))
return; if (val && !sock_flag(sk, SOCK_KEEPOPEN))
inet_csk_reset_keepalive_timer(sk, keepalive_time_when(tcp_sk(sk)));
else if (!val)
inet_csk_delete_keepalive_timer(sk);
}
定时器回调函数：
tcp_keepalive_timer函数为保活定时器和FIN_WAIT_2定时器共用，我们这里只关注保活部分；函数执行必要的状态检查，之后对空闲时间和配置空闲时间阈值进行判断，在超过阈值的情况下，若未超过探测次数和用户配置超时时间，则发送探测包，否则关闭连接；
static void tcp_keepalive_timer (unsigned long data)
{
struct sock *sk = (struct sock *) data;
struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
u32 elapsed; /* Only process if socket is not in use. */
bh_lock_sock(sk); /* 传输控制块被用户进程锁定 */
if (sock_owned_by_user(sk)) {
/* Try again later. */
/* 重置定时器 */
inet_csk_reset_keepalive_timer (sk, HZ/);
goto out;
} /* 连接处于LISTEN状态，退出 */
if (sk->sk_state == TCP_LISTEN) {
pr_err("Hmm... keepalive on a LISTEN ???\n");
goto out;
} /* 处于fin_wait2且socket即将销毁，用作FIN_WAIT_2定时器 */
if (sk->sk_state == TCP_FIN_WAIT2 && sock_flag(sk, SOCK_DEAD)) { /* 停留在FIN_WAIT_2的停留时间>=0 */
if (tp->linger2 >= ) {
/* 获取在FIN_WAIT_2的剩余时间 */
const int tmo = tcp_fin_time(sk) - TCP_TIMEWAIT_LEN; /* 有剩余时间则调用FIN_WAIT_2定时器 */
if (tmo > ) {
tcp_time_wait(sk, TCP_FIN_WAIT2, tmo);
goto out;
}
} /* 发送rst */
tcp_send_active_reset(sk, GFP_ATOMIC);
goto death;
} /* 未启用保活|| 状态处于关闭或者发送syn状态，退出 */
if (!sock_flag(sk, SOCK_KEEPOPEN) ||
(( << sk->sk_state) & (TCPF_CLOSE | TCPF_SYN_SENT)))
goto out; /* 获取设定的连接空闲时间 */
elapsed = keepalive_time_when(tp); /* It is alive without keepalive 8) */
/* 有发送未确认的包或者还有待发送的包，不是空闲状态 */
if (tp->packets_out || tcp_send_head(sk))
goto resched; /* 从上次收到包到现在的空闲时间 */
elapsed = keepalive_time_elapsed(tp); /* 连接空闲时间超过设定值 */
if (elapsed >= keepalive_time_when(tp)) {
/* If the TCP_USER_TIMEOUT option is enabled, use that
* to determine when to timeout instead.
*/
/*
设置了用户超时，空闲时间达到用户超时时间，已发送过探测
未设置用户超时，探测次数达到了保活最大探测次数
则发送rst关闭连接
*/
if ((icsk->icsk_user_timeout != &&
elapsed >= icsk->icsk_user_timeout &&
icsk->icsk_probes_out > ) ||
(icsk->icsk_user_timeout == &&
icsk->icsk_probes_out >= keepalive_probes(tp))) {
/* 发送rst */
tcp_send_active_reset(sk, GFP_ATOMIC); /* 关闭连接 */
tcp_write_err(sk);
goto out;
} /* 发送保活探测包 */
if (tcp_write_wakeup(sk, LINUX_MIB_TCPKEEPALIVE) <= ) {
/* 探测次数增加 */
icsk->icsk_probes_out++;
/* 下一次探测时间 */
elapsed = keepalive_intvl_when(tp);
} else {
/* If keepalive was lost due to local congestion,
* try harder.
*/
/* 本地拥塞导致的失败，则重置定时器 */
elapsed = TCP_RESOURCE_PROBE_INTERVAL;
}
} else {
/* It is tp->rcv_tstamp + keepalive_time_when(tp) */
/* 未超过空闲时间，则计算将要达到空闲的时间 */
elapsed = keepalive_time_when(tp) - elapsed;
} sk_mem_reclaim(sk); resched:
/* 重置定时器 */
inet_csk_reset_keepalive_timer (sk, elapsed);
goto out; death:
tcp_done(sk); out:
bh_unlock_sock(sk);
sock_put(sk);
}