glassfish下的性能调优：令人极度困惑的Max Connections参数

近日做性能调优，主要是针对web service，运行于glassfish之上。前期通过修改优化代码，基本搞定一些阻碍性能的问题，主要是代码层次的不合理。
之后还是发现性能上不去，而且表现明显不合理：tps只能达到2k，而服务器cpu只停留在10%附近，压力测试的客户端cpu也不高，20%-30%吧。反复thread dump后检查无果，不论是服务器端还是客户端的工作线程都算正常，没有发现线程/锁之类的问题。分析发现主要的症状是服务器端和客户端都压不上去，服务器端工作线程很空闲，客户端则忙于socket通讯及等待服务器返回。

于是开始怀疑问题可能出现在网络通讯上，一边跑压力测试，一边用netstat命令查看socket状态，很快发现问题，有大量多大数k的socket连接出现。感觉不正常，因为应该用的是长连接，按说正常情况socket连接数应该近似等于并发的线程数。测试工具为客户端soapUI，直接连接到运行在glassfish上的web service. soapUI是支持长连接的，glassfish也是支持长连接的。

做了一下验证，只开一个工作线程，跑了几个请求，通过抓包工具发现的确是只建立了一个连接，后面的请求都是跑在同一个socket连接上。试着增加http header Connection: Keep-Alive，发现和默认没有这个参数时表现一致。故意设置为Connection: close，则每次请求都是重新建立连接。因此排除http 是短连接的问题。

继续回头看socket状态，发现出现的多达数k的socket有很多都是处于TIME_WAIT状态，只有少数处于正常的ESTABLISHED状态。TIME_WAIT意味着是服务器端主动要求close socket的，在长连接并且不断有请求的情况下，服务器为什么会如此频繁的关闭连接呢？

试着只开一个压力测试的工作线程，tps大概100+的情况下看服务器端的socket情况，很快发现问题：先是建立一个socket，ESTABLISHED状态，然后大概2s左右重新建立一个新的socket，原有的这个状态转为TIME_WAIT，之后每隔2-3秒左右，都会有上诉的情况出现—-原有连接被放弃，重建新的连接。这样socket就成了1 + n的状态：1个ESTABLISHED + n个TIME_WAIT，一定时间后TIME_WAIT的socket开始逐个消失。

将压力测试的工作线程加到100之后，上述情况开始变的极度激烈，大量TIME_WAIT的socket被建立，数目直接上到1w，2w乃至36000，之后开始偶尔报错说无法连接。

问题基本就定位在这里了，为什么明明建立好了长连接，服务器端确总是会不断的关闭这些长连接导致无数的TIME_WAIT？

试着查找资料，调整参数并反复测试，最终发现和两个参数有关：

1. http.maxConnections

glassfish官网说明
https://metro.dev.java.net/guide/HTTP_Persistent_Connections__keep_alive_.html

HTTP keep-alive behavior can be controlled by the http.keepAlive (default: true) and http.maxConnections (default: 5) system properties. For more information, see Networking Properties

进入http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/net/properties.html 页面查看相关的系统属性，最后聚焦在http.maxConnections :

http.maxConnections (default: 5)
If HTTP keep-alive is enabled, this value is the number of idle connections that will be simultaneously kept alive, per-destination.

从说明上看，应该是max idle connection，和命名maxConnections不大符合，maxConnections感觉像是最多容许开这么多长连接。考虑默认值为5明显应该是max idle connection。

后面的测试验证，就是这个参数非常的致命，在修改为200之后，tps直接 *2。

返回来分析这个参数，默认最多容许有5个空闲长连接。考虑到100个工作线程，正常应该长连接数目也在100附近，考虑每次请求都要先申请一个连接，用完之后再放回，100个工作线程同时操作，很有可能同时将超过5个的连接返还给连接池。如果服务器简单的判断说多于5个连接然后就立即close并释放长连接，那么就会出现一方面连续释放长连接，一方面因为连接数不够不停的创建新的长连接。

换言之，当100个线程并发在连接池中进行申请连接/返还连接的过程中，连接池内的可用连接数是时刻变化的，实际的数目会有大的波动。而默认的最大空闲参数过小(默认才5)使得这个波动有极大的几率突破限制，从而造成连接池进行不必要的释放所谓过多的“空闲”连接。

glassfish中，对于这个参数的修改，非常简单，在jvm参数中增加新的一项”-Dhttp.maxConnections=250″，重启即可。

2. maxKeepAliveRequests

前面的调整，虽然达到了tps * 2的良好效果，但是使用netstat查看socket时，还是发现有非常多的TIME_TIME状态的socket，只是数目没有原来那么直上3w那么夸张，大概稳定在2000附近。

看来还是有其他的原因的，重新回头看当时只开一个线程测试的场景：一个线程连续提交，会出现1个ESTABLISHED + n个TIME_WAIT。

感觉上像是一个长连接上只要跑一段时间或者一定的请求，socket就会被服务器端关闭。修改测试方法，让每次请求之间等待一段时间，降低tps，发现关闭连接的时间间隔大为增加。

后来google到maxKeepAliveRequests这个参数，对于tomcat，apache等服务器都有支持，解释如下：

maxKeepAliveRequests：
The maximum number of HTTP requests which can be pipelined until the connection is closed by the server. Setting this attribute to 1 will disable HTTP/1.0 keep-alive, as well as HTTP/1.1 keep-alive and pipelining. Setting this to -1 will allow an unlimited amount of pipelined or keep-alive HTTP requests. If not specified, this attribute is set to 100.

随即google到grizzly也有类似的系统参数可以设置这个maxKeepAliveRequests

-Dcom.sun.enterprise.web.connector.grizzly.maxKeepAliveRequests=-1
使用关键字”glassfish maxKeepAliveRequests”，发现glassfish还是有支持这个参数的，但是找不到具体设置的方法。后来在glassfish的控制台-> Configuration -> http service -> Keep Alive 下
发现了一个Max Connections参数，默认值250，解释为”Maximum number of connections in the Keep-Alive mode”，和maxKeepAliveRequests似乎完全不是一回事。

但是试着将这个参数修改为2500之后，非常惊讶的发现，见效了！单线程测试长连接释放的速度明显放慢，大体算了一下时间间隔和tpc，无论是之前的默认250还是现在新修改的2500都和测试结果
很合拍。开到100个线程测试，发现原有的2000附近的TIME_WAIT连接被降低到了大概300附近，明显改观。后面发现，可以用下面的参数直接设置：
asadmin set –user admin –passwordfile passwords.txt –port 47348 “server.http-service.keep-alive.max-connections=2500″

这里就有点奇怪了，从测试结果来看，这个参数的表现和maxKeepAliveRequests参数的功能是一致的，但是这个参数明明叫做Max Connections，而且旁边的注释”Maximum number of connections in the Keep-Alive mode”也证明了这点。很令人费解，并且这里的Max Connections前面的http.maxConnections有重名嫌疑而作用明显不同。

下面是一个简单的列表，其他情况相同下，分别修改者两个参数前后的对比：

keep-alive.max-connections http.maxConnections test result
250 5 TPS=650-700 TIME-WAIT=32600
250 200 TPS=1200 TIME-WAIT=300
2500 5 TPS=650-700 TIME-WAIT=32600
2500 200 TPS=1200 TIME-WAIT=300

最终的结果，还是比较理想的，修改了上述两个参数之后，cpu终于压上去了，tps也有了巨大的提升，而且TIME_WAIT的连接也大为减少。但是这两个参数的名称，注释和实际测试中的效果，都有名不副实的感觉，令人困惑。

后续更新：
1. 经同事提醒，有新的发现，maxKeepAliveRequests得以确认

http://docs.sun.com/app/docs/doc/820-4343/abefk?a=view
这里是sun的官方资料，其中对Max Connections 参数解释如下：
Max Connections

Max Connections controls the number of requests that a particular client can make over a keep-alive connection. The range is any positive integer, and the default is 256.

Adjust this value based on the number of requests a typical client makes in your application. For best performance specify quite a large number, allowing clients to make many requests.

因此可见这个”max connections”参数的确就是通常意义上的”maxKeepAliveRequests”。这里sun的命名不大合适，容易造成误解。
refer to:www.blogjava.net/aoxj/archive

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