服务器出现大量 TIME_WAIT 状态的缘故原由有哪些?
首先要知道 TIME_WAIT 状态是主动关闭连接方才会出现的状态(别陷入一个误区不是只有客户端才能主动关闭连接的),以是如果服务器出现大量的 TIME_WAIT 状态的 TCP 连接,就是说明服务器主动断开了很多 TCP 连接。
题目来了,什么场景下服务端会主动断开连接呢?
- 第一个场景:HTTP 没有使用长连接
- 第二个场景:HTTP 长连接超时
- 第三个场景:HTTP 长连接的请求数量到达上限
HTTP 没有使用长连接
我们先来看看 HTTP 长连接(Keep-Alive)机制是怎么开启的。
在 HTTP/1.0 中默认是关闭的,如果欣赏器要开启 Keep-Alive,它必须在请求的 header 中添加:
然后当服务器收到请求,作出回应的时候,它也被添加到相应中 header 里:
这样做,TCP 连接就不会中断,而是保持连接。当客户端发送另一个请求时,它会使用同一个 TCP 连接。这不停继续到客户端或服务器端提出断开连接。
从 HTTP/1.1 开始, 就默认是开启了 Keep-Alive,现在大多数欣赏器都默认是使用 HTTP/1.1,以是 Keep-Alive 都是默认打开的。一旦客户端和服务端达成协议,那么长连接就建立好了。
如果要关闭 HTTP Keep-Alive,须要在 HTTP 请求或者相应的 header 里添加 Connection:close 信息,也就是说,只要客户端和服务端恣意一方的 HTTP header 中有 Connection:close 信息,那么就无法使用 HTTP 长连接的机制。
关闭 HTTP 长连接机制后,每次请求都要经历这样的过程:建立 TCP -> 请求资源 -> 相应资源 -> 释放连接,那么此方式就是 HTTP 短连接
在 RFC 文档中,并没有明确由谁来关闭连接,请求和相应的两边都可以主动关闭 TCP 连接。不外,根据大多数 Web 服务的实现,不管哪一方禁用了 HTTP Keep-Alive,都是由服务端主动关闭连接,那么此时服务端上就会出现 TIME_WAIT 状态的连接。
因此,当服务端出现大量的 TIME_WAIT 状态连接的时候,可以排查下是否客户端和服务端都开启了 HTTP Keep-Alive,由于恣意一方没有开启 HTTP Keep-Alive,都会导致服务端在处理完一个 HTTP 请求后,就主动关闭连接,此时服务端上就会出现大量的 TIME_WAIT 状态的连接。
HTTP 长连接超时
HTTP 长连接可以在同一个 TCP 连接上吸收和发送多个 HTTP 请求/应答,克制了连接建立和释放的开销。
为了克制资源浪费的情况,web 服务软件一样平常都会提供一个参数,用来指定 HTTP 长连接的超时时间,比如 nginx 提供的 keepalive_timeout 参数。
假设设置了 HTTP 长连接的超时时间是 60 秒,nginx 就会启动一个「定时器」,如果客户端在完后一个 HTTP 请求后,在 60 秒内都没有再发起新的请求,定时器的时间一到,nginx 就会触发回调函数来关闭该连接,那么此时服务端上就会出现 TIME_WAIT 状态的连接。
对此,可以往网络题目的方向排查,比如是否是由于网络题目,导致客户端发送的数据不停没有被服务端吸收到,以至于 HTTP 长连接超时。
HTTP 长连接的请求数量到达上限
Web 服务端通常会有个参数,来界说一条 HTTP 长连接上最大能处理的请求数量,当超过最大限定时,就会主动关闭连接。
比如 nginx 的 keepalive_requests 这个参数,这个参数是指一个 HTTP 长连接建立之后,nginx 就会为这个连接设置一个计数器,记录这个 HTTP 长连接上已经吸收并处理的客户端请求的数量。如果到达这个参数设置的最大值时,则 nginx 会主动关闭这个长连接,那么此时服务端上就会出现 TIME_WAIT 状态的连接。
keepalive_requests 参数的默认值是 100 ,意味着每个 HTTP 长连接最多只能跑 100 次请求,这个参数往往被大多数人忽略,由于当 QPS (每秒请求数) 不是很高时,默认值 100 拼集够用。
但是,对于一些 QPS 比力高的场景,比如超过 10000 QPS,甚至到达 30000 , 50000 甚至更高,如果 keepalive_requests 参数值是 100,这时候就 nginx 就会很频繁地关闭连接,那么此时服务端上就会出大量的 TIME_WAIT 状态。
- 办理的方式也很简单,调大 nginx 的 keepalive_requests 参数就行。
服务器出现大量 CLOSE_WAIT 状态的缘故原由有哪些?
CLOSE_WAIT 状态是「被动关闭方」才会有的状态,而且如果「被动关闭方」没有调用 close 函数关闭连接,那么就无法发出 FIN 报文,从而无法使得 CLOSE_WAIT 状态的连接转变为 LAST_ACK 状态。
以是,当服务端出现大量 CLOSE_WAIT 状态的连接的时候,说明服务端的程序没有调用 close 函数关闭连接。
普通的 TCP 服务端的流程
我们先来分析一个普通的 TCP 服务端的流程:
- 创建服务端 socket,bind 绑定端口、listen 监听端口
- 将服务端 socket 注册到 epoll
- epoll_wait 等候连接到来,连接到来时,调用 accpet 获取已连接的 socket
- 将已连接的 socket 注册到 epoll
- epoll_wait 等候变乱发生
- 对方连接关闭时,我方调用 close
导致服务端没有调用 close 函数的缘故原由
可能导致服务端没有调用 close 函数的缘故原由,如下。
- 第一个缘故原由:第 2 步没有做,没有将服务端 socket 注册到 epoll,这样有新连接到来时,服务端没办法感知这个变乱,也就无法获取到已连接的 socket,那服务端自然就没机遇对 socket 调用 close 函数了。
不外这种缘故原由发生的概率比力小,这种属于显着的代码逻辑 bug,在前期 read view 阶段就能发现的了。
- 第二个缘故原由: 第 3 步没有做,有新连接到来时没有调用 accpet 获取该连接的 socket,导致有大量客户端主动断开了连接,而服务端没机遇对这些 socket 调用 close 函数,从而导致服务端出现大量 CLOSE_WAIT 状态的连接。
发生这种情况可能是由于服务端在实行 accpet 函数之前,代码卡在某一个逻辑或者提前抛出了非常。
- 第三个缘故原由:第 4 步没有做,通过 accpet 获取已连接的 socket 后,没有将其注册到 epoll,导致后续收到 FIN 报文的时候,服务端没办法感知这个变乱,那服务端就没机遇调用 close 函数了。
发生这种情况可能是由于服务端在将已连接的 socket 注册到 epoll 之前,代码卡在某一个逻辑或者提前抛出了非常。
- 第四个缘故原由:第 6 步没有做,当发现客户端关闭连接后,服务端没有实行 close 函数
可能是由于代码漏处理,或者是在实行 close 函数之前,代码卡在某一个逻辑,比如发存亡锁等等。
可以发现,当服务端出现大量 CLOSE_WAIT 状态的连接的时候,通常都是代码的题目,这时候我们须要针对详细的代码一步一步的进行排查和定位,主要分析的方向就是服务端为什么没有调用 close。
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