如何测试Linux下tcp最大连接数限制详解
前言
关于TCP服务器最大并发连接数有一种误解就是“因为端口号上限为65535,所以TCP服务器理论上的可承载的最大并发连接数也是65535”。
先说结论：对于TCP服务端进程来说，他可以同时连接的客户端数量并不受限于可用端口号。并发连接数受限于linux可打开文件数，这个数是可以配置的，可以非常大，所以实际上受限于系统性能。
现在做服务器开发不加上高并发根本没脸出门，所以为了以后吹水被别人怼“天天提高并发，你自己实现的最高并发是多少”的时候能义正言辞的怼回去，趁着元旦在家没事决定自己写个demo搞一搞。
这个测试主要是想搞明白Linux下哪些参数配置限制了连接数的最大值，上限是多少。
一、先说下demo的思路：
服务端用epoll实现，就是简简单单的接收连接，然后客户端用go的goroutine，每个goroutine就是简单的建立连接，然后什么也不做。
上代码：
server：
/*
* g++ -o test_epoll ./test_epoll.c
*/
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int SetReuseAddr(int fd)
{
int optval = 1;
socklen_t optlen = sizeof(optval);
return setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, optlen);
}
int main()
{
int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
int iRet = SetReuseAddr(fd);
if (iRet != 0)
{
printf("setsockopt for SO_REUSEADDR failed, error:%s\n", strerror(iRet));
return iRet;
}
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(8080);
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
if (bind(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) == -1)
{
printf("bind failed, error:%s\n", strerror(errno));
return errno;
}
if (listen(fd, 5) == -1)
{
printf("listen failed, error:%s\n", strerror(errno));
return errno;
}
printf("Listening on 8080...\n");
int epfd = epoll_create(102400);
struct epoll_event event;
event.events = EPOLLIN;
event.data.fd = fd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);
struct epoll_event revents[102400];
int iOnline = 0;
while (1)
{
int num = epoll_wait(epfd, revents, 102400, 60 * 1000);
printf("epoll_wait return %d\n", num);
if (num > 0)
{
for (int i = 0; i < num; i++)
{
if (revents[i].data.fd == fd)
{
int client;
struct sockaddr_in cli_addr;
socklen_t cli_addr_len = sizeof(cli_addr);
client = accept(fd, (struct sockaddr*)&cli_addr, &cli_addr_len);
if (client == -1)
{
printf("accept failed, error:%s\n", strerror(errno));
if (errno == EMFILE)
{
printf("per-process limit reached\n");
exit(errno);
}
if (errno == ENFILE)
{
printf("system-wide limit reached\n");
exit(errno);
}
continue;
}
iOnline++;
printf("Receive a new connection from %s:%d\n", inet_ntoa(cli_addr.sin_addr), cli_addr.sin_port);
event.events = EPOLLIN;
event.data.fd = client;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &event);
}
}
}
printf("Online number:%d\n", iOnline);
}
return 0;
}client：
package main
import (
"net"
"fmt"
"time"
"strconv"
"runtime"
)
func Connect(host string, port int) {
_, err := net.Dial("tcp", host+":"+strconv.Itoa(port))
if err != nil {
fmt.Printf("Dial to %s:%d failed\n", host, port)
return
}
for {
time.Sleep(30 * 1000 * time.Millisecond)
}
}
func main() {
count := 0
for {
go Connect("192.168.63.128", 8080)
count++;
fmt.Printf("Gorutue num:%d\n", runtime.NumGoroutine())
time.Sleep(100 * time.Millisecond)
}
}二、开始测试
第一次：
先说结果，连接数达到1031时accept失败了，当时还没有对errno做判断，所以只打印输出了accept失败。
然后首先想到的是ulimit -n的限制，查看了一下，默认值1024，然后就是修改这个值，在/etc/security/limits.conf中添加一下内容：
1 * soft nofile 102400 2 * hard nofile 102400
然后关闭当前xshell连接，重新连接即生效，现在看ulimit -n就是102400了。
这两行的意思就是将每个进程能打开的文件描述符个数的soft、hard限制调整为102400，
注：ulimit -n 102400也可以生效，但是这个修改是临时的。
然后进行第二次测试。
第二次：
逗比了，其实连接数只有2000+，我之前还在奇怪为啥Windows的默认连接数能有这么高呢，原来有些连接已经断了，但是因为我没有做处理，所以以为还在呢，看来我得再安装一个虚拟机了[二哈]
待继续。。。
安装虚拟机去，
时间：2017-12-31 00:09:00
虚拟机安装好了，接着搞，
这次是真的超过10K了。
连接数还在增加，不知道能不能最终达到10万呢，小小的期待ing
时间：2017-12-31 00:41:00，最终上限卡在28232，golang一直报dial失败，由于忘了打印出具体错误信息了，所以无从知道为什么dial失败，所以只能再跑一次T_T
时间：2017-12-31 01:01:00，添加打印dial失败的错误信息的，又跑了一遍，还是在28232时出现dial失败，错误信息：
golang的标准库文档中么有对错误信息的解释，从错误信息来看，是分配地址失败，于是想是不是端口地址范围限制了。
查看了一下端口地址范围，确认就是这个限制，由于端口地址是16位，所以，就算把这个端口地址范围修改为1024--65535，也最多能开启64521个连接，而我现在只有一台虚拟机作为客户端，所以想要实现10万连接是不可能了，但是通过这次测试，也让我搞明白了，到底哪些参数会限制连接的上限，这就是我想要的。
最后，感谢Linux内核团队的大神们推出了epoll这么牛逼的机制，才使得我们现在想实现高并发是如此的容易，希望自己有一天也能这么牛逼，哈哈。
总结