1.time_wait状态过多原因
在高并发短连接的TCP服务器上，当服务器处理完请求后立刻主动正常关闭连接。主动关闭的一方在发送最后一个 ack 后就会进入TIME_WAIT 状态 停留2MSL（max segment lifetime）的时间，这个场景下，会出现大量socket处于TIMEWAIT状态。如果客户端的并发量持续很高，此时部分客户端就会显示连接不上。

• 高并发让服务器在短时间范围内同时占用大量端口，而端口只0~65535的范围，有限
• 短连接表示“业务处理+传输数据的时间 远远小于 TIMEWAIT超时的时间”的连接。

2.time_wait状态存在的合理性分析

• 可靠的关闭TCP连接
  在主动关闭方发送的最后一个 ACK(FIN)，有可能丢失，这时被动方会重新发送FIN, 如果这时主动方处于CLOSED状态 ，就会响应RST而不是ACK。所以主动方要处于TIME_WAIT状态，而不能是CLOSED 。
• 防止上一次连接中的包，迷路后重新出现，影响新连接
  假设主动关闭方不经过time_wait状态立即调用了close()，双方同时进入CLOSED的终结状态。现在有一个新的连接是原先连接的一个完全复用，IP地址、端口与先前的完全相同，这样新的连接收到的数据报中有可能是先前连接残余的数据报。为了防止这一点，必须要经过time_wait状态，处于TIME_WAIT状态的socket在等待两倍的MSL时间以后（由于MSL是一个数据报在网络中单向发出到认定丢失的时间，确认一个数据报及其响应丢弃的需要两倍的MSL），再转变为CLOSED状态。且TCP不允许新连接复用TIME_WAIT状态下的socket。

3.tcp状态转换
TCP协议规定，对于已经建立的连接，网络双方要进行四次握手才能成功断开连接，如果缺少了其中某个步骤，将会使连接处于假死状态，连接本身占用的资源不会被释放。

参考文章：
https://www.jianshu.com/p/8c5ccbe51f5b
https://blog.csdn.net/csdnlijingran/article/details/88545676
https://blog.csdn.net/yusiguyuan/article/details/21445883
https://blog.csdn.net/baidu_38432732/article/details/81289274