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Java面试

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作者：haolujun

来源：https://www.cnblogs.com/haolujun

背景

今年开发了好多服务，着实踩了不少的坑。这不，分分钟就被探活搞的死去活來。这里我把这些经验分享给大家，避免大家再继续犯这种错误。

通用tcp探活原理

其实，探活原理特别简单，只要稍懂计算机网络就能够理解。

• 检测端 发起tcp三次握手，建立新连接，连接建立成功代表服务活着，建立失败代表服务死了，之后发送rst包主动断开连接。

• 被检测端 接受检测端发送的三次握手手建立连接，当接收到检测端的rst包后，被检测端断开连接，释放资源。

但是假如rst包丢失了，会发生什么样的情况呢？我们以thrift为例讲述一下之后所发生的事情，如下图所示。

经过三次握手后，服务端已经建立一个新的数据连接，并把连接丢给工作线程。服务端的工作线程监听连接，并准备接收请求（毕竟，任何一个thrift服务都是先接收请求数据，之后进行计算，最后返回响应数据，所以当新连接建立后，thrift默认首先读取连接上的数据）。

检测端建立连接成功后，认为下游服务还活着，所以立刻发送rst包（检测端认为这个rst包一定会到达被检测服务），并且释放连接资源。

但是如果网络状态不好，rst包丢失，那么服务端（被检测端）的工作线程就会无限制的hang在读取连接数据上（因为检测端已经单方面认为连接断开，不会写任何数据，所以服务端也读不到任何数据）。如果多丢几个rst包，那可以预期无论你有多少thrift工作线程，都将会hang死。

此时真正调用服务的客户端的请求也无限制的hang住，因为这些请求得不到thrift工作线程的处理。

最最可怕的是：由于探活只是单纯的建立连接而并不发送或者接受额外数据，并且thrift服务有单独的线程进行accept，这导致了连接建立每次都成功，但实际上服务已经没有了计算能力。

最后的结局就是：整个系统流量突然降低，下游接收不到请求（以为是上游调用的锅），上游发出的请求得不到响应（认为是下游服务的锅），并且没有报警短信发出（以为是运维的锅），对排查问题造成很大的困扰。

出现这种问题时有一个非常明显的现象：即使在系统流量为0的情况下，服务端也会不断有新连接建立并处于Establish状态（这是因为周期性的探活导致的），并且服务端日志不滚动，客户端请求无响应。如果你的系统有这种情况，那么多半和探活有关。

我当时遇到的情况比较糟糕，因为之前一段时间rst丢包率特别低，平均几天丢一个rst包，所以服务hang死造成的影响并不大，只要抽空重新启动服务即可。可是突然某一天，单台服务的rst丢包数达到了秒级：隔几秒丢一个rst包，导致我的服务短时间内全部hang死。

HTTP探活原理

在实际工作中，对于HTTP服务的探活通常也采取TCP探活原理，毕竟HTTP建立在TCP服务之上，所以TCP探活同样适用于HTTP服务。很多HTTP服务实现原理和thrift大同小异，所以当TCP探活的rst包丢失后，HTTP服务同样会hang在读取连接数据。

为了避免rst包丢失，HTTP服务通常使用HTTP探活请求：探测端对被探测端发送特定的HTTP请求，并且验证被探测端的响应数据是否符合预期。如果rst包丢失，服务端连接最差的情况下会处于TIME_WAIT状态，经过2倍超时时间后服务端会主动关闭连接释放资源，这样服务端的工作线程不会长时间的被占用，相比于用TCP探活要好的多。HTTP探活原理如下图所示。

此时rst包虽然丢失，但是由于探测使用的HTTP请求，那么整个请求的交互就会完成（探测端会等待服务端的响应数据，所以能够确保服务端能够完成这个响应），服务端发送完响应数据后会主动关闭连接，发送FIN包（一般的HTTP服务框架默认都会这么做），服务端连接处于TIME_WAIT状态，经过一段时间后连接释放，不会长时间占用服务端资源。

对于HTTP服务，我们需要提供一个不耗费cpu和内存的调用接口，这个接口只是为了满足HTTP探活请求调用，如果探活接口死了，可以认为这个服务也死了。

如何确保不被探活搞死？

我们不能保证网络时时刻刻正常rst包不丢失，所以我们只能改造服务使得其更健壮。
正确解决方案如下：

• 服务端加入读超时时间。当rst包丢失导致服务端线程hang在读取上，超过一定时间后服务端线程会主动断开连接，释放资源，从而确保服务端线程能够服务于其它请求。

• 客户端请求服务端加入超时限制并进行重试。当一个服务hang死，导致连接其上的客户端也hang住后，超过一段时间后，客户端主动断开连接并且尝试请求其它可用服务。

现在我们清楚探活问题的来龙去脉，那么我想问：你的服务加入超时时间了么？你的服务会被探活搞死么？