Ⅰ 實戰解讀丨Linux下實現高並發socket最大連接數的配置方法
摘要：在Linux環境下，編寫客戶端或服務端程序時，高並發TCP連接的處理能力受到系統對用戶單一進程同時可打開文件數量的限制。本文將詳細介紹如何通過修改系統配置來提升最大連接數。
【訴求場景】
在Linux系統中，無論是客戶端還是服務端程序，在處理大量並發TCP連接時，系統會受限於用戶進程能同時打開的文件數量。每個TCP連接都對應一個socket句柄，而每個句柄又等同於一個文件句柄。
【配置方法】
1. **修改文件數量並發限制**
首先，可以通過`ulimit -n`查看當前系統允許當前用戶進程打開的文件數限制。默認值通常為1024，意味著每個進程最多可以同時打開1024個文件。然而，在計算實際可用的TCP連接數時，還需要考慮標准輸入、輸出、錯誤以及伺服器監聽socket等佔用的數量，因此實際值通常會少於1024。
要提升這個限制，可以修改系統配置，例如，通過`vim /etc/security/limits.conf`添加如下內容：
`root soft nofile 1921`
`root hard nofile 1921`
這里，`root`代表修改了root用戶打開文件數的限制，`soft`和`hard`分別代表軟限制和硬限制，`1921`是新設置的最大文件數，軟限制必須小於或等於硬限制。
2. **優化登錄腳本**
在用戶登錄系統後，通過`/etc/pam.d/login`添加`session required /lib/security/pam_limits.so`，使得系統能通過`pam_limits.so`模塊調整用戶的資源使用限制，包括文件打開的最大數量。
3. **查看系統級最大文件數限制**
使用`cat /proc/sys/fs/file-max`查看Linux系統級別的最大文件數限制。這是系統的硬限制，所有用戶的文件數總和不會超過這個值。通常不輕易修改這個值，但若需要調整，可以通過`vim /etc/rc.local`完成。
4. **動態調整系統配置**
使用`echo 數值 > /proc/sys/fs/file-max`命令調整文件數限制，完成設置後重啟系統。執行`ulimit -n`驗證調整效果。
5. **解決並發連接數增加問題**
盡管解開了系統對用戶同時打開文件數的限制，但TCP連接數仍可能受到內核本地埠號范圍的限制。通常情況下，Linux內核允許的本地埠號范圍為1024-32768。
若遇到埠號不足導致無法創建新連接的問題，可以修改`/etc/sysctl.conf`文件，添加如下內容來擴展埠號范圍：
`net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535`
執行`sysctl -p`確保配置生效，查看系統信息以確認埠號范圍已調整。
通過上述步驟，可以有效提升Linux系統在處理高並發TCP連接時的最大連接數，解決實際應用中的性能瓶頸。