幾個方面：
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問題描述：什么現象？什么影響？
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問題分析
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解決方案
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底層原理
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1.問題描述
模擬高并發的場景，會出現批量的 TIME_WAIT 的 TCP 連接：
短時間后，所有的 TIME_WAIT 全都消失，被回收，埠包括服務，均正常，
即，在高并發的場景下，TIME_WAIT 連接存在，屬于正常現象，
線上場景中，持續的高并發場景
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一部分 TIME_WAIT 連接被回收，但新的 TIME_WAIT 連接產生；
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一些極端情況下，會出現大量 的 TIME_WAIT 連接，
Think：
上述大量的 TIME_WAIT 狀態 TCP 連接，有什么業務上的影響嗎？
Nginx 作為反向代理時，大量的短鏈接，可能導致 Nginx 上的 TCP 連接處于 time_wait 狀態：
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每一個 time_wait 狀態，都會占用一個「本地埠」，上限為 65535(16 bit，2 Byte)；
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當大量的連接處于 time_wait 時，新建立 TCP 連接會出錯，address already in use : connect 例外
統計 TCP 連接的狀態：
1. `// 統計：各種連接的數量`
2. `$ netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'`
3. `ESTABLISHED 1154`
4. `TIME_WAIT 1645`
Tips：
TCP 本地埠數量，上限為 65535（6.5w），這是因為 TCP 頭部使用 16 bit，存盤「埠號 」，因此約束上限為 65535，
2.問題分析
大量的 TIME_WAIT 狀態 TCP 連接存在，其本質原因是什么？
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大量的短連接 存在
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特別是 HTTP 請求中，如果 connection 頭部取值被設定為 close 時，基本都由「服務端 」發起主動關閉連接
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而，TCP 四次揮手關閉連接機制中，為了保證 ACK 重發和丟棄延遲資料，設定time_wait 為 2 倍的 MSL（報文最大存活時間）
TIME_WAIT 狀態：
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TCP 連接中，主動關閉連接 的一方出現的狀態；（收到 FIN 命令，進入 TIME_WAIT 狀態，并回傳 ACK 命令）
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保持 2 個 MSL 時間，即，4 分鐘；（MSL 為 2 分鐘）
3.解決辦法
解決上述 time_wait 狀態大量存在，導致新連接創建失敗的問題，一般解決辦法：
1、客戶端 ，HTTP 請求的頭部，connection 設定為 keep-alive，保持存活一段時間：現在的瀏覽器，一般都這么進行了 2、服務器端 ，
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允許 time_wait 狀態的 socket 被重用
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縮減 time_wait 時間，設定為 1 MSL（即，2 mins）
更多細節，參考：
- www.cnblogs.com/yjf512/p/53…
結論 ：幾個核心要點
1、 time_wait 狀態的影響 ：
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TCP 連接中，「主動發起關閉連接」的一端，會進入 time_wait 狀態
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time_wait 狀態，默認會持續 2 MSL（報文的最大生存時間），一般是 2x2 mins
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time_wait 狀態下，TCP 連接占用的埠，無法被再次使用
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TCP 埠數量，上限是 6.5w（65535，16 bit）
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大量 time_wait 狀態存在，會導致新建 TCP 連接會出錯，address already in use : connect例外
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2、 現實場景 ：
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服務器端，一般設定：不允許 「主動關閉連接」
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但 HTTP 請求中，http 頭部 connection 引數，可能設定為 close，則，服務端處理完請求會主動關閉 TCP 連接
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現在瀏覽器中， HTTP 請求 connection 引數，一般都設定為 keep-alive
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Nginx 反向代理場景中，可能出現大量短鏈接，服務器端，可能存在
3、 解決辦法：服務器端 ，
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允許 time_wait 狀態的 socket 被重用
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縮減 time_wait 時間，設定為 1 MSL（即，2 mins）
4.附錄
幾個方面：
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TCP 連接狀態的查詢
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MSL 時間
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TCP 三次握手和四次握手
附錄 A：查詢 TCP 連接狀態
Mac 下，查詢 TCP 連接狀態的具體命令：
1. `// Mac 下，查詢 TCP 連接狀態`
2. `$ netstat -nat |grep TIME_WAIT`
3. ``
4. `// Mac 下，查詢 TCP 連接狀態，其中 -E 表示 grep 或的匹配邏輯`
5. `$ netstat -nat | grep -E "TIME_WAIT|Local Address"`
6. `Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address (state)`
7. `tcp4 0 0 127.0.0.1.1080 127.0.0.1.59061 TIME_WAIT`
8. ``
9. `// 統計：各種連接的數量`
10. `$ netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'`
11. `ESTABLISHED 1154`
12. `TIME_WAIT 1645`
復制代碼附錄 B：MSL 時間
MSL，Maximum Segment Lifetime，“報文最大生存時間”，
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任何報文在網路上存在的最長時間，超過這個時間報文將被丟棄，（IP 報文）
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TCP報文 （segment）是ip資料報（datagram）的資料部分，
Tips：
RFC 793中規定MSL為2分鐘，實際應用中常用的是30秒，1分鐘和2分鐘等，
2MSL，TCP 的 TIME_WAIT 狀態，也稱為2MSL等待狀態 ：
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當TCP的一端發起主動關閉（收到 FIN 請求），在發出最后一個ACK 回應后，即第3次握 手完成后，發送了第四次握手的ACK包后，就進入了TIME_WAIT狀態，
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必須在此狀態上停留兩倍的MSL時間，等待2MSL時間主要目的是怕最后一個 ACK包對方沒收到，那么對方在超時后將重發第三次握手的FIN包，主動關閉端接到重發的FIN包后，可以再發一個ACK應答包，
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在 TIME_WAIT 狀態時，兩端的埠不能使用，要等到2MSL時間結束，才可繼續使用，（IP 層）
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當連接處于2MSL等待階段時，任何遲到的報文段都將被丟棄，
不過在實際應用中，可以通過設定 「SO_REUSEADDR選項 」，達到不必等待2MSL時間結束，即可使用被占用的埠，
附錄 C：TCP 三次握手和四次握手
詳細細節，參考：
- TCP的三次握手與四次揮手（詳解+動圖）
具體示意圖：
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三次握手 ，建立連接程序
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四次揮手 ，釋放連接程序
幾個核心疑問：
1、 time_wait 是「服務器端」的狀態？or 「客戶端」的狀態？
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RE：time_wait 是「主動關閉 TCP 連接」一方的狀態，可能是「客服端」的，也可能是「服務器端」的
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一般情況下，都是「客戶端」所處的狀態；「服務器端」一般設定「不主動關閉連接」
2、 服務器在對外服務時，是「客戶端」發起的斷開連接？還是「服務器」發起的斷開連接？
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正常情況下，都是「客戶端」發起的斷開連接
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「服務器」一般設定為「不主動關閉連接」，服務器通常執行「被動關閉」
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但 HTTP 請求中，http 頭部 connection 引數，可能設定為 close，則，服務端處理完請求會主動關閉 TCP 連接
關于 Apache httpd 服務器的關聯配置，參考：https://elf8848.iteye.com/blog/1739571
關于 HTTP 請求中，設定的主動關閉 TCP 連接的機制：TIME_WAIT的是主動斷開方才會出現的，所以主動斷開方是服務端？
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答案是是的，在HTTP1.1協議中，有個 Connection 頭，Connection有兩個值，close和keep-alive，這個頭就相當于客戶端告訴服務端，服務端你執行完成請求之后，是關閉連接還是保持連接，保持連接就意味著在保持連接期間，只能由客戶端主動斷開連接，還有一個keep-alive的頭，設定的值就代表了服務端保持連接保持多久，
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HTTP默認的Connection值為close，那么就意味著關閉請求的一方幾乎都會是由服務端這邊發起的，那么這個服務端產生TIME_WAIT過多的情況就很正常了，
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雖然HTTP默認Connection值為close，但是，現在的瀏覽器發送請求的時候一般都會設定Connection為keep-alive了，所以，也有人說，現在沒有必要通過調整引數來使TIME_WAIT降低了，
關于 time_wait ：
1、TCP 連接建立后，「主動關閉連接 」的一端，收到對方的 FIN 請求后，發送 ACK 回應，會處于 time_wait 狀態；
2、 time_wait 狀態 ，存在的必要性：
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可靠的實作 TCP 全雙工連接的終止 ：四次揮手關閉 TCP 連接程序中，最后的 ACK 是由「主動關閉連接」的一端發出的，如果這個 ACK 丟失，則，對方會重發 FIN 請求，因此，在「主動關閉連接」的一段，需要維護一個 time_wait 狀態，處理對方重發的 FIN 請求；Java面試寶典完整版PDF
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處理延遲到達的報文 ：由于路由器可能抖動，TCP 報文會延遲到達，為了避免「延遲到達的 TCP 報文」被誤認為是「新 TCP 連接」的資料，則，需要在允許新創建 TCP 連接之前，保持一個不可用的狀態，等待所有延遲報文的消失，一般設定為 2 倍的 MSL（報文的最大生存時間），解決「延遲達到的 TCP 報文」問題；
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/251945.html
標籤：Java