Golang中net.DialTCP指定本地IP地址报错：address already in use

这个问题的根本原因是当指定本地IP地址时，Go的TCP连接行为发生了变化。当laddr为nil时，系统会自动选择可用的本地端口，即使该端口已被其他连接使用（只要五元组不同）。但当指定了具体的本地IP地址时，系统会尝试绑定到该IP地址的特定端口（即使端口为0），这时如果端口已被占用就会失败。

以下是问题分析和解决方案：

问题分析

当指定本地IP地址时，net.DialTCP会尝试绑定到该IP地址。即使端口设为0，系统也会在绑定过程中检查该IP地址上是否有冲突。问题在于Linux的端口重用策略。

解决方案

使用SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT套接字选项来允许端口重用：

package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "net"
    "syscall"
    "time"
)

type Dialer struct {
    control func(network, address string, c syscall.RawConn) error
}

func (d *Dialer) DialContext(ctx context.Context, network, address string) (net.Conn, error) {
    var dialer net.Dialer
    dialer.Control = d.control
    return dialer.DialContext(ctx, network, address)
}

func createConnectionWithReuse(c int, desAddr, desPort, localIP string) (net.Conn, error) {
    dialer := &Dialer{
        control: func(network, address string, c syscall.RawConn) error {
            var opErr error
            err := c.Control(func(fd uintptr) {
                // 设置SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT
                opErr = syscall.SetsockoptInt(int(fd), syscall.SOL_SOCKET, syscall.SO_REUSEADDR, 1)
                if opErr != nil {
                    return
                }
                opErr = syscall.SetsockoptInt(int(fd), syscall.SOL_SOCKET, syscall.SO_REUSEPORT, 1)
            })
            if err != nil {
                return err
            }
            return opErr
        },
    }

    ctx := context.Background()
    localAddr := net.JoinHostPort(localIP, "0")
    remoteAddr := net.JoinHostPort(desAddr, desPort)
    
    return dialer.DialContext(ctx, "tcp4", remoteAddr)
}

// 或者使用更简洁的方式
func createConnectionSimple(c int, desAddr, desPort, localIP string) (net.Conn, error) {
    dialer := &net.Dialer{
        LocalAddr: &net.TCPAddr{
            IP: net.ParseIP(localIP),
            Port: 0,
        },
        Control: func(network, address string, c syscall.RawConn) error {
            var opErr error
            err := c.Control(func(fd uintptr) {
                opErr = syscall.SetsockoptInt(int(fd), syscall.SOL_SOCKET, syscall.SO_REUSEADDR, 1)
                if opErr != nil {
                    return
                }
                opErr = syscall.SetsockoptInt(int(fd), syscall.SOL_SOCKET, syscall.SO_REUSEPORT, 1)
            })
            if err != nil {
                return err
            }
            return opErr
        },
    }
    
    return dialer.Dial("tcp4", net.JoinHostPort(desAddr, desPort))
}

// 批量创建连接的示例
func createMultipleConnections(desAddr, desPort, localIP string, count int) ([]net.Conn, error) {
    connections := make([]net.Conn, 0, count)
    
    for i := 0; i < count; i++ {
        conn, err := createConnectionSimple(i, desAddr, desPort, localIP)
        if err != nil {
            // 关闭已创建的连接
            for _, c := range connections {
                c.Close()
            }
            return nil, fmt.Errorf("failed to create connection %d: %v", i, err)
        }
        connections = append(connections, conn)
        fmt.Printf("Created connection %d: local=%s remote=%s\n", 
            i, conn.LocalAddr(), conn.RemoteAddr())
    }
    
    return connections, nil
}

func main() {
    // 使用示例
    conns, err := createMultipleConnections("10.50.1.41", "9999", "10.50.1.245", 10)
    if err != nil {
        fmt.Printf("Error: %v\n", err)
        return
    }
    
    // 保持连接
    for _, conn := range conns {
        defer conn.Close()
    }
    
    // 保持程序运行
    select {}
}

关键点说明

1. SO_REUSEADDR：允许绑定到处于TIME_WAIT状态的地址
2. SO_REUSEPORT：允许多个套接字绑定到相同的IP地址和端口组合

这两个选项的组合允许在指定本地IP地址时重用端口，即使该端口已被其他连接使用（只要五元组不同）。

替代方案

如果不想使用套接字选项，可以考虑让系统自动选择本地地址：

func createConnectionAuto(c int, desAddr, desPort string) (net.Conn, error) {
    // 不指定LocalAddr，让系统自动选择
    dialer := &net.Dialer{
        Timeout: 30 * time.Second,
    }
    
    return dialer.Dial("tcp4", net.JoinHostPort(desAddr, desPort))
}

这种方法最简单，但无法控制使用哪个本地IP地址（在多IP系统中）。