Cannot assign requested address问题总结

1.背景

    最近一个项目中，出现了java.net.ConnectException:Cannotassignrequestedaddress的异常。通过查找资料、分析后，认为是由于程序对外建立新连接，结果本地端口已经用完导致的异常。

 2.问题原因

    为什么会出现这种情况呢？就要从linux的TCP/IP协议栈说起了。 先看一下TCP/IP的状态图:

主动关闭连接的一方，连接会处在TIME-WAIT的状态下，需要等2MSL时间后，系统才会回收这条连接，端口才可以继续被使用。

    我们的项目场景是需要发送大量的短连接。这样在高并发的场景下，就会出现端口不足，从而抛出java.net.ConnectException:Cannotassignrequestedaddress的异常。

3.解决方案

3.1 横向扩展

  简单就是加机器，减少单台服务器的TCP创建次数。

  不过这样需要注意几个地方：

    第一，项目是否可以支持横向扩展，我们的项目是基于kafka的consumer，很难简单通过加机器做到横向扩展。

    第二，需要明确单台服务器的处理瓶颈，如果随着业务量的不断增加，还是会出现这种异常。需要对应业务量的增加，不断动态调整服务器数量。

3.2 调整linux内核参数

    linux内核中存在两个参数：

      net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭；

      net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭。

    在/etc/sysctl.conf文件中加入上述参数，然后执行/sbin/sysctl -p让参数生效。

    但是由于我们项目在docker中运行，并且很难单纯通过增加机器进行横向扩展。当时从网上找到了docker调整网络内核参数的方式，但是经过试验，没有效果。

3.3 针对该异常进行单独处理

    如果在对实时性要求不是特别高的场景下，可以采用如果出现这种异常，就暂停发送程序，类似一种限流保护的机制，等到可以发送之后，再进行发送。 

    这样处理，需要能够明确项目本身或者项目的使用方能够做缓冲。（我们项目的从kafka拉去消息，暂停发送后，将消息都缓存到了kafka中，是不存在风险的）。

3.4 修改TCP短连接为长连接

    出现这种问题，归根到底还是因为需要频繁创建大量的连接。那么，可不可以修改一种方式避免，避免频繁创建大量的TCP短连接。这需要根据项目的具体原因进行评估。

4.总结

    虽然是java程序员，还是需要了解操作系统的底层细节。这样，出现问题可以从多个角度、多个层次去分析解决。

5.引用

5.1 TCP状态变迁图及状态说明

5.2 发现大量的TIME_WAIT解决办法

5.3 对docker container进行内核参数调优