Ⅰ 实战解读丨Linux下实现高并发socket最大连接数的配置方法
摘要：在Linux环境下，编写客户端或服务端程序时，高并发TCP连接的处理能力受到系统对用户单一进程同时可打开文件数量的限制。本文将详细介绍如何通过修改系统配置来提升最大连接数。
【诉求场景】
在Linux系统中，无论是客户端还是服务端程序，在处理大量并发TCP连接时，系统会受限于用户进程能同时打开的文件数量。每个TCP连接都对应一个socket句柄，而每个句柄又等同于一个文件句柄。
【配置方法】
1. **修改文件数量并发限制**
首先，可以通过`ulimit -n`查看当前系统允许当前用户进程打开的文件数限制。默认值通常为1024，意味着每个进程最多可以同时打开1024个文件。然而，在计算实际可用的TCP连接数时，还需要考虑标准输入、输出、错误以及服务器监听socket等占用的数量，因此实际值通常会少于1024。
要提升这个限制，可以修改系统配置，例如，通过`vim /etc/security/limits.conf`添加如下内容：
`root soft nofile 1921`
`root hard nofile 1921`
这里，`root`代表修改了root用户打开文件数的限制，`soft`和`hard`分别代表软限制和硬限制，`1921`是新设置的最大文件数，软限制必须小于或等于硬限制。
2. **优化登录脚本**
在用户登录系统后，通过`/etc/pam.d/login`添加`session required /lib/security/pam_limits.so`，使得系统能通过`pam_limits.so`模块调整用户的资源使用限制，包括文件打开的最大数量。
3. **查看系统级最大文件数限制**
使用`cat /proc/sys/fs/file-max`查看Linux系统级别的最大文件数限制。这是系统的硬限制，所有用户的文件数总和不会超过这个值。通常不轻易修改这个值，但若需要调整，可以通过`vim /etc/rc.local`完成。
4. **动态调整系统配置**
使用`echo 数值 > /proc/sys/fs/file-max`命令调整文件数限制，完成设置后重启系统。执行`ulimit -n`验证调整效果。
5. **解决并发连接数增加问题**
尽管解开了系统对用户同时打开文件数的限制，但TCP连接数仍可能受到内核本地端口号范围的限制。通常情况下，Linux内核允许的本地端口号范围为1024-32768。
若遇到端口号不足导致无法创建新连接的问题，可以修改`/etc/sysctl.conf`文件，添加如下内容来扩展端口号范围：
`net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535`
执行`sysctl -p`确保配置生效，查看系统信息以确认端口号范围已调整。
通过上述步骤，可以有效提升Linux系统在处理高并发TCP连接时的最大连接数，解决实际应用中的性能瓶颈。