1. close()
close()函數對應的系統調用是sys_close()，在fs/open.c中定義。在sys_close()中，會首先根據文件描述符在進程的打開文件表中查找對應的file結構實例，然後調用filp_close()來關閉文件。關閉操作是在fput()（由filp_close()調用）中進行的，引用數減1後爲零，纔會調用__fput()來釋放文件佔用的內存。對套接字來說，__fput()中我們主要關心以下代碼：
{
......
if (file->f_op && file->f_op->release)
file->f_op->release(inode, file);
.....
dput(dentry);
......
}
file->f_op指向的是文件操作實例，套接字的文件操作由socket_file_ops提供。socket_file_ops屬於socket層，socket層是vfs和底層協議棧連接的橋樑，真正的操作還是由協議棧來提供。在這裏，file->f_op->release指向sock_close()函數。在socket層下面，接着是協議族，在這個層，不同的傳輸層協議都會提供自己的操作接口。在協議族層，TCP和UDP協議提供的接口都是inet_release()，這個函數最終會調用到不同的傳輸層協議提供的close接口。TCP協議提供的是tcp_close()函數，UDP協議提供的是udp_lib_close()。
tcp_close()中會首先將套接字的sk_shutdown標誌設置爲SHUTDOWN_MASK，表示雙向關閉。然後檢查接收緩衝區是否有數據未讀(不包括FIN包)，如果有數據未讀，協議棧會發送RST包，而不是FIN包。如果套接字設置了SO_LINGER選項，並且lingertime設置爲0，這種情況下也會發送RST包來終止連接。其他情況下，會檢查套接字的狀態，只有在套接字的狀態是TCP_ESTABLISHED、TCP_SYN_RECV和TCP_CLOSE_WAIT的狀態下，纔會發送FIN包。在決定了是否發包以及發送什麼類型的包之後，協議棧會進行套接字佔用的資源的清理，包括sock結構、緩衝區和錯誤隊列佔用的內存等，並進行狀態的變更。如果是發送FIN包進行正常關閉，後續會進行四次關閉操作，這個過程是在協議棧中完成的，和用戶進程沒有關係，用戶進程也不能再操作這個套接字。
udp_lib_close()中只是簡單地調用了sk_common_release()函數，sk_common_release()中會調用udp_destroy_sock()來釋放發送隊列中佔用的內存。如果UDP套接字已綁定本地端口，會添加到udp_table哈希表中，所以套接字如果已經被添加到哈希表中，udp_lib_unhash()中會將套接字從哈希表中移除。接下來會調用sock_orphan()解除進程和套接字的關係，然後釋放sock結構佔用的資源。
socket結構實例佔用的內存，是在dput()調用到的sock_destroy_inode()函數來釋放的，sock_destroy_inode()中只是簡單地調用kmem_cache_free()釋放佔用的內存。
2. shutdown()
shutdown()函數對應的系統調用是sys_shutdown()，在net/socket.c中定義。由於close()不僅可以用於關閉套接字，也可以關閉普通文件、字符設備文件等類型，爲了處理不同類型文件的關閉，操作比較複雜。而shutdown()只能用於套接字類型的文件，處理也比較簡單。
sys_shutdown()中首先調用sockfd_lookup_light()來查找描述符對應的socket結構，然後調用套接字對應的協議族層中提供的shutdown接口。UDP和TCP協議提供的接口都是inet_shutdown()函數，主要處理如下所示：
{
......
switch (sk->sk_state) {
case TCP_CLOSE:
err = -ENOTCONN;
/* Hack to wake up other listeners, who can poll for
POLLHUP, even on eg. unconnected UDP sockets -- RR */
default:
sk->sk_shutdown |= how;
if (sk->sk_prot->shutdown)
sk->sk_prot->shutdown(sk, how);
break;
/* Remaining two branches are temporary solution for missing
* close() in multithreaded environment. It is _not_ a good idea,
* but we have no choice until close() is repaired at VFS level.
*/
case TCP_LISTEN:
if (!(how & RCV_SHUTDOWN))
break;
/* Fall through */
case TCP_SYN_SENT:
err = sk->sk_prot->disconnect(sk, O_NONBLOCK);
sock->state = err ? SS_DISCONNECTING : SS_UNCONNECTED;
break;
}
/* Wake up anyone sleeping in poll. */
sk->sk_state_change(sk);
......
}
在說明代碼的處理之前，先來了解一下UDP套接字的狀態。UDP的傳輸是沒有狀態的，內核中在描述UDP套接字的狀態時，借用了TCP的狀態。UDP套接字只有兩種狀態，TCP_CLOSE和TCP_ESTABLISHED。在套接字剛創建時，不管是UDP還是TCP，狀態都是TCP_CLOSE。UDP在調用connect()後，狀態改變爲TCP_ESTABLISHED。
如果套接字的狀態TCP_CLOSE，套接字要麼是剛創建的，要麼連接已經關閉，所以調用shutdown()是不合適的，此時要返回ENOTCONN錯誤。
接下來的代碼會處理TCP_LISTEN和TCP_SYN_SENT狀態以外的情況。將用戶設置的關閉選項設置到套接字的sk_shutdown標誌，然後調用傳輸層協議提供的shutdown接口。TCP協議提供的是tcp_shutdown()函數，而UDP並沒有提供任何函數。
在tcp_shutdown()中，首先檢查是否是否關閉了寫通道，如果不是，則直接返回。如果關閉了寫通道，並且狀態是TCP_ESTABLISHED、TCP_SYN_SENT、TCP_SYN_RECV或TCP_CLOSE_WAIT，會調用tcp_close_state()來進行狀態的變更。如果變更狀態後需要發送FIN包，則調用tcp_send_fin()來發送。
由於UDP沒有TCP_LISTEN和TCP_SYN_SENT狀態，所以sk->sk_prot->disconnect只會調用調用tcp_disconnect()函數。如果是套接字狀態是TCP_LISTEN狀態，並且是關閉讀通道，內核會停止套接字的監聽狀態，釋放sock結構佔用的資源。如果是TCP_SYN_SENT狀態，會發送RST包來終止連接的創建過程，釋放sock結構佔用的資源。
最後會調用套接字的sk_state_change接口（通常是sock_def_wakeup())，通知用戶進程狀態已經發生改變。
3. 總結
現在總結一下shutdown()和close()的主要區別：
1)對應的系統調用不同
2)shutdown()只能用於套接字文件，close()可以用於所有文件類型
3)shutdown()只是關閉連接，並沒有釋放文件描述符，close()可以
4)shutdown()不能用於TCP_CLOSE狀態的套接字，否則會返回ENOTCONN錯誤
5)shutdown()可以選擇關閉讀通道或寫通道，close()不能