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一個服務端進程能同時連接多少個 Socket？

要理解一個服務端進程能同時支持多少個連接，首先我們需要明確一個 socket 連接 的表示方式。一個連接由四個部分組成：[LocalIP:LocalPort:RemoteIP:RemotePort]。對于服務端進程來說，LocalIP 和 LocalPort 是固定的，而 RemoteIP 和 RemotePort 則是可以變化的。思考一下，RemoteIP 可以有多少種可能？RemotePort 又可以有多少種可能？這兩者組合起來，理論上能夠支持多少個連接呢？

從理論上講，組合的可能性為：

• (RemoteIP) 2^32 * (RemotePort) 2^16 = 2^48

這意味著，理論上一個服務端進程可以支持 2^48 個連接。然而，實際中，連接數通常會受到其他系統資源的限制。

是否受端口數限制？

首先需要明確的是，服務端監聽一個端口時僅占用一個端口。與客戶端建立連接并不會占用服務端的端口。端口數量限制的是客戶端，每個客戶端在建立連接時才會占用一個本地端口。

服務端的連接數不受端口數量的影響。

不受端口限制，那它受什么限制呢？

服務端支持的連接數主要受文件描述符的限制。每個 socket 連接都需要占用一個文件描述符，Linux 系統，一個用戶進程默認的文件描述符數量通常是 1024。如果連接數超過這個值，應用程序就會報錯，提示“文件描述符不足”。

幸運的是，文件描述符的數量是可以調整的，根據需求，可以將其設置為 10 萬個或更多，完全可以滿足大多數應用的需求。

下面改到100w

* soft nofile 1000000
* hard nofile 1000000
// /etc/sysctl.conf

fs.file-max = 1000000

文件描述符是什么？它占用什么資源？

文件描述符是操作系統用來標識打開的文件或 socket 連接的一個“標識符”。本身并不占用太多資源，它只是操作系統內部的一種管理方式。

那么，socket 占用服務器的哪些資源呢？

1）內存

每個 socket 連接在內核空間會分配接收和發送緩沖區。假設每個緩沖區默認大小為 128KB，如果服務端要管理 10 萬個連接，那么所需的內存就是：

• 10 萬 * 256KB = 24.41GB 內存

如果服務器內存不足 24GB，但仍需要支持 10 萬個連接，可以通過調整系統的緩沖區配置來減少每個連接所需的內存。

例如，可以修改以下內核參數來調整 TCP 緩沖區的大小：

# 默認配置 
# 內核會根據實際的網絡情況自動調整緩沖區的大小，在最小值和最大值間浮動
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 131072 6291456

• 4096：最小值
• 131072：默認值
• 6291456：最大值

可以將其都改成4096，也就是4KB。這樣10萬個連接，只占用781.25MB

2）線程

服務端進程需要使用線程來處理接收和發送的數據。現代的服務端大多使用 NIO（非阻塞 I/O）模型，在該模型中，一個 worker 線程可以管理多個 socket 連接。通過 select 或 epoll 等機制，NIO 模型可以高效地選擇需要處理的 socket 連接。

通常，worker 線程的數量是固定的，并不需要太多，20 個左右就足夠。這些 worker 線程負責處理接收到的數據包，然后將完整的數據包交給應用層的線程池，后者負責執行實際的業務邏輯。

連接數 ≠ 并發量：一個服務端進程能應付多少個 socket 通信？

實際應用中，連接數并不等于并發量。并發量指的是同一時刻正在進行數據交換的連接數，而連接數指的是總的連接數。

一個服務端進程可以管理大量的 socket 連接，但如果每個連接的通信頻率較低（例如，物聯網設備的定時數據上報、偶爾發送指令等），那么即使連接數很高，系統也可以輕松應對。

例如，在一個物聯網平臺中，設備定期上報數據，偶爾發送異常報告或接收指令，這種應用場景下，服務端能管理的連接數和通信量通常沒有太大壓力。

然而，如果應用的客戶端和服務端之間頻繁通信且實時性要求較高（例如，實時數據傳輸、低延遲處理等），則需要考慮更多因素。此時，NIO 模型是否會導致延遲？單個服務節點是否能夠支持如此頻繁的連接？是否需要分散負載，使用多個服務節點來提高并發能力？

題外話：為什么NIO會有延遲？

NIO的設計特點是一個Worker線程負責管理多個Socket連接的通信。假設一個Worker線程同時處理10個Socket連接，當這10個Socket同時收到數據包時，處理順序就會依賴于它們的到達順序。在這種情況下，最后一個接收到數據包的Socket必須等待前面9個數據包的解析和分發，因此會有一定的延遲。

然而，在大多數實際業務場景中，多個Socket同時接收數據的情況并不常見。而且，即使存在延遲，它通常也不會對業務產生顯著影響，延遲水平通常在可接受的范圍內。

總結

一個服務端進程能同時連接的 socket 數量不僅取決于端口數，而是受文件描述符、內存、線程等資源的限制。通過調整系統配置和優化架構，服務端可以高效地管理大量連接。但在高頻繁通信的場景下，可能需要進一步考慮架構優化，例如使用 NIO 處理延遲，或通過分布式架構分散負載，確保系統能夠承載高并發的連接。

轉自https://www.cnblogs.com/longfurcat/p/18615422