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tcp短连接TIME_WAIT问题解决方法

TCP

TIME_WAIT

短连接

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tcp连接是网络编程中最基础的概念，基于不同的使用场景，我们一般区分为“长连接”和“短连接”，长短连接的优点和缺点这里就不详细展开了，有心的同学直接去google查询，本文主要关注如何解决tcp短连接的TIME_WAIT问题。

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tcp 短连接 TIME_WAIT 问题解决方法

（1）——短连接

tcp 连接是网络编程中最基础的概念，基于不同的使用场景，我们一般区分为“长连接”

和“短连接”，

长短连接的优点和缺点这里就不详细展开了，有心的同学直接去 google 查询，本文主

要关注如何解决 tcp 短连接的 TIME_WAIT 问题。

短连接最大的优点是方便，特别是脚本语言，由于执行完毕后脚本语言的进程就结束

了，基本上都是用短连接。

但短连接最大的缺点是将占用大量的系统资源，例如：本地端口、socket 句柄。

导致这个问题的原因其实很简单：tcp 协议层并没有长短连接的概念，因此不管长连接还

是短连接，连接建立->数据传输->连接关闭的流程和处理都是一样的。

正常的 TCP 客户端连接在关闭后，会进入一个 TIME_WAIT 的状态，持续的时间一般在

1~4 分钟，对于连接数不高的场景，1~4 分钟其实并不长，对系统也不会有什么影响，

但如果短时间内（例如 1s 内）进行大量的短连接，则可能出现这样一种情况：客户端所

在的操作系统的 socket 端口和句柄被用尽，系统无法再发起新的连接！

举例来说：假设每秒建立了 1000 个短连接（Web 场景下是很常见的，例如每个请求都

去访问 memcached），假设 TIME_WAIT 的时间是 1 分钟，则 1 分钟内需要建立 6W

个短连接，

由于 TIME_WAIT 时间是 1 分钟，这些短连接 1 分钟内都处于 TIME_WAIT 状态，都不

会释放，而 Linux 默认的本地端口范围配置是：net.ipv4.ip_local_port_range =

32768 61000

不到 3W，因此这种情况下新的请求由于没有本地端口就不能建立了。

可以通过如下方式来解决这个问题：

1）可以改为长连接，但代价较大，长连接太多会导致服务器性能问题，而且 PHP 等脚

本语言，需要通过 proxy 之类的软件才能实现长连接；

2）修改 ipv4.ip_local_port_range，增大可用端口范围，但只能缓解问题，不能根本解

决问题；

3）客户端程序中设置 socket 的 SO_LINGER 选项；

4）客户端机器打开 tcp_tw_recycle 和 tcp_timestamps 选项；

5）客户端机器打开 tcp_tw_reuse 和 tcp_timestamps 选项；

6）客户端机器设置 tcp_max_tw_buckets 为一个很小的值；

在解决 php 连接 Memcached 的短连接问题过程中，我们主要验证了 3）4）5）6）几

种方法，采取的是基本功能验证和代码验证，并没有进行性能压力测试验证，

因此实际应用的时候需要注意观察业务运行情况，发现丢包、断连、无法连接等现象

时，需要关注是否是因为这些选项导致的。

虽然这几种方法都可以通过 google 查询到相关信息，但这些信息大部分都是泛泛而

谈，而且绝大部分都是人云亦云，没有很大参考价值。

我们在定位和处理这些问题过程中，遇到一些疑惑和困难，也花费了一些时间去定位和

解决，以下就是相关的经验总结。

（2）——SO_LINGER

SO_LINGER 是一个 socket 选项，通过 setsockopt API 进行设置，使用起来比较简

单，但其实现机制比较复杂，且字面意思上比较难理解。

解释最清楚的当属《Unix 网络编程卷 1》中的说明（7.5 章节），这里简单摘录：

SO_LINGER 的值用如下数据结构表示：

struct linger {

int l_onoff; /* 0 = off, nozero = on */

int l_linger; /* linger time */

};

其取值和处理如下：

1、设置 l_onoff 为 0，则该选项关闭，l_linger 的值被忽略，等于内核缺省情况，close

调用会立即返回给调用者，如果可能将会传输任何未发送的数据；

2、设置 l_onoff 为非 0，l_linger 为 0，则套接口关闭时 TCP 夭折连接，TCP 将丢弃保

留在套接口发送缓冲区中的任何数据并发送一个 RST 给对方，

而不是通常的四分组终止序列，这避免了 TIME_WAIT 状态；

3、设置 l_onoff 为非 0，l_linger 为非 0，当套接口关闭时内核将拖延一段时间（由

l_linger 决定）。

如果套接口缓冲区中仍残留数据，进程将处于睡眠状态，直到（a）所有数据发送完

且被对方确认，之后进行正常的终止序列（描述字访问计数为 0）

剩余13页未读，继续阅读

package main import ( "fmt" "log" "os" "time" "github.com/goburrow/modbus" "github.com/tarm/serial" MQTT "github.com/eclipse/paho.mqtt.golang" ) // 定义回调函数，处理订阅的消息 var f MQTT.MessageHandler = func(client MQTT.Client, msg MQTT.Message) { fmt.Printf("TOPIC: %s\n", msg.Topic()) fmt.Printf("MSG: %s\n", msg.Payload()) } func main() { // 创建新的客户端 opts := MQTT.NewClientOptions().AddBroker("tcp://localhost:1883") opts.SetClientID("golang-client") opts.SetDefaultPublishHandler(f) c := MQTT.NewClient(opts) if token := c.Connect(); token.Wait() && token.Error() != nil { panic(token.Error()) } // 订阅主题 if token := c.Subscribe("golang/topic", 0, nil); token.Wait() && token.Error() != nil { fmt.Println(token.Error()) os.Exit(1) } // 连接串口 c := &serial.Config{Name: "/dev/ttyS0", Baud: 115200} s, err := serial.OpenPort(c) if err != nil { log.Fatal(err) } // 创建 Modbus 从机实例 handler := modbus.NewRTUClientHandler(s) handler.BaudRate = 115200 handler.DataBits = 8 handler.Parity = "N" handler.StopBits = 1 handler.SlaveId = 1 handler.Timeout = 5 * time.Second defer handler.Close() client := modbus.NewClient(handler) // 读取寄存器 results, err := client.ReadHoldingRegisters(1, 2) if err != nil { log.Fatal(err) } fmt.Println(results) // 输出读取到的寄存器值 // 设置寄存器 err = client.WriteMultipleRegisters(1, 2, []byte{0x01, 0x02}) if err != nil { log.Fatal(err) } // 发布消息 for i := 0; i < 5; i++ { text := fmt.Sprintf("this is msg #%d!", i) token := c.Publish("golang/topic", 0, false, text) token.Wait() } time.Sleep(3 * time.Second) // 断开连接 if token := c.Unsubscribe("golang/topic"); token.Wait() && token.Error() != nil { fmt.Println(token.Error()) os.Exit(1) } c.Disconnect(250) }

这是一段 Go 语言程序，在这段程序中，包含了多个包的导入，包括 fmt、log、os、time、modbus 和 serial。它还引入了 paho.mqtt.golang 包，用于处理 MQTT 协议相关的功能。在 main 函数中，定义了一个名为 f 的 MQTT.MessageHandler 类型的变量，这个变量是一个匿名函数，用于处理订阅的消息。接下来，程序创建了一个新的 MQT

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可以使用 paho.mqtt.golang 库进行 MQTT 通信，在使用该库之前需要先安装 mosquitto 服务器并启动。以下是一个简单的 MQTT 发布程序示例: ``` package main import ( "fmt" "os" "time" MQTT "github.com/eclipse/paho.mqtt.golang" ) fun

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