[OS/Linux] Linux核心参数：net.core.somaxconn(高并发场景核心参数)

0 序言

• 近期工作在搞压力测试，我负责开发维护的、基于sring-cloud-gateway的大数据网关微服务，其底层是基于spring-webflux-->reactor-netty-->netty。
• 在压测过程中（200并发），发现大数据网关屡报ConnectException: finishConnect(..) failed: Connection refused错误。

Caused by: java.net.ConnectException: finishConnect(..) failed: Connection refused
	at io.netty.channel.unix.Errors.newConnectException0(Errors.java:155) ~[netty-transport-native-unix-common-4.1.65.Final.jar!/:4.1.65.Final]
	at io.netty.channel.unix.Errors.handleConnectErrno(Errors.java:128) ~[netty-transport-native-unix-common-4.1.65.Final.jar!/:4.1.65.Final]
	at io.netty.channel.unix.Socket.finishConnect(Socket.java:278) ~[netty-transport-native-unix-common-4.1.65.Final.jar!/:4.1.65.Final]
	at io.netty.channel.epoll.AbstractEpollChannel$AbstractEpollUnsafe.doFinishConnect(AbstractEpollChannel.java:710) [netty-transport-native-epoll-4.1.65.Final-linux-x86_64.jar!/:4.1.65.Final]

关键行：io.netty.channel.unix.Socket.finishConnect(Socket.java:278) ~[netty-transport-native-unix-common-4.1.65.Final.jar!/:4.1.65.Final]

• 经过长时间、大量的分析（Debug spring-cloud-gateway 源码、观测服务所属主机资源），倾向于本微服务所属主机的net.core.somaxconn不足这种原因。

博主的做法：128 --> 1024

1 参数定义

• net.core.somaxconn

• Linux 操作系统全局参数，每个 TCP连接 监听端口的队列长度。

• 官方定义: TCP variables : somaxconn - Linux Kernel

somaxconn - INTEGER

• Limit of socket listen（） backlog，在用户空间中称为 SOMAXCONN。
• 默认值为 4096。（在 linux-128.5 之前是 4）
• 另请参阅tcp_max_syn_backlog，了解 TCP 套接字的其他调整。

• 在 CentOS/RHEL 7.9 中，默认值为128，对于高并发场景都建议调大该值。

• 在RHEL 6和RHEL 7中，socket结构的sk_max_ack_backlog字段被定义为无符号短整型，它将值限制为16位，最大值为65535。
• 在 RHEL 8 中，socket结构的sk_max_ack_backlog字段定义为 u32，它将值限制为 32 位，最大值为 2147483647。

2 查看方法

2.1 Linux

• 方法1

cat /proc/sys/net/core/somaxconn

• 方法2

sysctl -a | grep somaxconn

3 不同应用的配置建议

3.1 Oracle WebLogic Server

https://docs.oracle.com/communications/E96856-01/doc.74/e96850/installing-and-configuring-weblogic-server-cluster1.htm#OSMIG-GUID-87BEF43B-4673-4062-8451-228E436D421D

• 客户端数：设置 somaxconn 应至少设置为 1024，以 允许大量客户端服务器连接。

排队的数据包数：将netdev_max_backlog设置为至少 32768，以最大程度地减少数据包丢失。

3.2 Apache Zookeeper

Configurable listen socket backlog for the client port - issues.apache.org/zookeeper

在 Linux 上，以下参数： net.core.somaxconn 需要大于“客户端端口积压工作”以上才能正确配置侦听套接字积压工作

3.3 TiDB

https://blog.csdn.net/weixin_43700866/articTiDBle/details/125667286
内核参数 - pingcap.com

• 内核参数

检查各项内核参数的值：
…
`net.core.somaxconn: 32768`

3.4 Nginx

Tuning the Operating System - Nginx.com

将 net.core.somaxconn 内核参数的值从其默认值 （128） 增加到足以容纳大量流量突发的值。在此示例中，它增加到 4096

sudo sysctl -w net.core.somaxconn=4096
...

3.5 Netty

推荐文献

• NetUtil can prevent using Netty due to SecurityManager denial - github/netty 【推荐】

Caused by: io.netty.channel.ChannelException: Unable to create Channel from class class io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel
...

• Netty-源码学习（1）-BACKLOG参数 - 掘金 【推荐】

优化建议

• 在面对高并发场景下时，应当适当增大BACKLOG的值，使端口可以同时建立更多的TCP请求
• 当服务的QPS不高，且服务端进程响应请求的时间较长时，可以适当减小BACKLOG的值，避免大量连接占据系统内存资源。
• 在设置BACKLOG参数时，还需要记得修改somaxconn参数，若设置的BACKLOG参数超过了系统somaxconn参数的值时，则无法生效。

netty 源码

netty : 4.1.65

• 默认: ChannelOption.SO_BACKLOG = io.netty.util.NetUtil#SOMAXCONN = /proc/sys/net/core/somaxconn(Windows中默认值：200，Linux中默认值：128)

io.netty.util.NetUtil
	SOMAXCONN
		https://github.com/netty/netty/issues/4936
		/proc/sys/net/core/somaxconn

io.netty.channel.epoll.EpollServerChannelConfig extends EpollChannelConfig implements ServerSocketChannelConfig
	private volatile int backlog = NetUtil.SOMAXCONN;

D:/Program_Data/maven_repository/io/netty/netty-common/4.1.65.Final/netty-common-4.1.65.Final-sources.jar!/io/netty/util/NetUtil.java:134
    io.netty.util.NetUtil#SOMAXCONN
    static {
    	...
                int somaxconn = PlatformDependent.isWindows() ? 200 : 128;
                File file = new File("/proc/sys/net/core/somaxconn");
    	...
	}

    //io.netty.util.internal.logging.InternalLogger | 如何将 netty 日志开关打开？

如下是：gateway-service [Debug 源码分析] 以本地电脑(8 core cpu)在启动后的1次请求调用为例（与 somaxcon 无关，仅是记录；NioEventLoop 取决于 CPU 核数）

io.netty.bootstrap.Bootstrap#config

reactor.netty.resources.DefaultLoopResources#cacheNioServerLoops

D:/Program_Data/maven_repository/io/projectreactor/netty/reactor-netty/0.9.20.RELEASE/reactor-netty-0.9.20.RELEASE-sources.jar!/reactor/netty/resources/DefaultLoopResources.java:195
	reactor.netty.resources.DefaultLoopResources#cacheNioServerLoops	
	watch reactor.netty.resources.DefaultLoopResources cacheNioServerLoops returnObj	
io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup
io.netty.channel.nio.NioEventLoop

4 配置方法

4.1.临时生效

sysctl -w net.core.somaxconn=10240

4.2.永久生效

echo "net.core.somaxconn = 10240" >>/etc/sysctl.conf
sysctl -p

X 参考文献

• Linux net.core.somaxconn 参数详解 - CSDN 【推荐】
• Netty-源码学习（1）-BACKLOG参数 - 掘金 【推荐】
• netty client 连接超时设置 - 博客园 【不推荐/因无关】

/**
 * *******************************************************************
 * 如果不设置超时，连接会一直占用本地线程，端口，连接客户端一多，阻塞在那里，会导致本地端口用尽及CPU压力
 */
bootstrap.option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 5000);

未设置超时：
30
io.netty.channel.ConnectTimeoutException: connection timed out: /192.168.1.1:8866
at io.netty.channel.nio.AbstractNioChannel$AbstractNioUnsafe$1.run(AbstractNioChannel.java:206)
at io.netty.util.concurrent.PromiseTask$RunnableAdapter.call(PromiseTask.java:38)
at io.netty.util.concurrent.ScheduledFutureTask.run(ScheduledFutureTask.java:123)
at io.netty.util.concurrent.SingleThreadEventExecutor.runAllTasks(SingleThreadEventExecutor.java:354)
at io.netty.channel.nio.NioEventLoop.run(NioEventLoop.java:353)
at io.netty.util.concurrent.SingleThreadEventExecutor$2.run(SingleThreadEventExecutor.java:101)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
Process finished with exit code 0


设置后：
5
io.netty.channel.ConnectTimeoutException: connection timed out: /192.168.1.1:8866
at io.netty.channel.nio.AbstractNioChannel$AbstractNioUnsafe$1.run(AbstractNioChannel.java:206)
at io.netty.util.concurrent.PromiseTask$RunnableAdapter.call(PromiseTask.java:38)
at io.netty.util.concurrent.ScheduledFutureTask.run(ScheduledFutureTask.java:123)
at io.netty.util.concurrent.SingleThreadEventExecutor.runAllTasks(SingleThreadEventExecutor.java:354)
at io.netty.channel.nio.NioEventLoop.run(NioEventLoop.java:353)
at io.netty.util.concurrent.SingleThreadEventExecutor$2.run(SingleThreadEventExecutor.java:101)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
Process finished with exit code 0