tcp网络编程性能优化点

1、修改select recv缓存区大小

    char tmp[1024];
    AMS_WARN("  --clear socket buff...");
    while(1) {        
        ret = select(FD_SETSIZE, &fds, NULL, NULL, &timeout);
        if(ret == 0) {
            break;
        }
        if (recv(client_fd, tmp, 1024, 0 ) != 1024) {
            break;
        }
    }

建议将tmp大小设置为65535，业务代码逻辑可能需要修改。

2、应用程序级修改缓冲区大小

• 可以在程序中动态地修改（通过setsockopt系统调用）持有的有效Socket的读写缓冲区大小。

• 参考代码：

  int ret, sock, sock_buf_size;
  sock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
  sock_buf_size = BDP;
  ret = setsockopt( sock, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,
                     (char *)&sock_buf_size, sizeof(sock_buf_size) );
  ret = setsockopt( sock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF,
                     (char *)&sock_buf_size, sizeof(sock_buf_size) );
  

  参考文章：Socket缓冲区大小修改与系统设置

3、端口复用

• 端口复用reuseport原因：单线程listener，在处理高速率海量连接时，会成为瓶颈；

• 参考文章：Linux3.9中 SO_REUSEPORT 对高并发服务器的改进

• 配置修改参考： c/c++：端口复用（setsockopt）、io多路转接（select、 poll、epoll）

  调用setsockopt函数：

  #include  
  #include 
  // 设置套接字属性
  int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);
  	参数:
  	- sockfd: 要操作的文件描述符
  	- level: 级别 -> SOL_SOCKET (端口复用的级别)
          - optname: 端口复用的级别(二选一，随便选，对于端口复用都可以)
          	- SO_REUSEADDR
          	- SO_REUSEPORT
          - optval: 端口复用-> 对应的是整形数
          	- 1: 可以复用
          	- 0: 不能复用
          - optlen: optval参数对应的内存大小
   
  // 设置端口复用, 设置的时机: 服务器绑定端口之前, 设置端口复用。例如：
  setsockopt();
  bind();
  

4、内核参数修改

• 具体参数含义参考文章：Linux内核 TCP/IP、Socket参数调优

• 修改linux系统文件句柄限制

  执行echo -e "* soft nofile 40960 \n* hard nofile 65536" >> /etc/security/limits.conf 修改linux系统文件句柄限制

   cat /etc/security/limits.conf
  将在limits.conf中添加以下参数
  * soft   nofile   40960
  * hard   nofile   65536
  

  参数

  * 代表所有用户有效
  soft：软限制，超过会报warn
  hard：实际限制
  nofile：文件句柄参数
  number：最大文件句柄数
  

  使用ulimit -n 查看open files 参数是否改变。

• TCP/IP内核参数优化，建议参数如下：

  /etc/sysctl.conf添加以下代码，重启后永久生效

  net.core.rmem_default = 8388608
  net.core.rmem_max = 16777216
  net.core.wmem_default = 8388608
  net.core.wmem_max = 16777216
  net.core.netdev_max_backlog = 2000
  net.core.somaxconn = 2048
  net.core.optmem_max = 81920
  net.ipv4.tcp_mem = 131072  262144  524288
  net.ipv4.tcp_rmem = 8760  8388608  16777216
  net.ipv4.tcp_wmem = 8760  8388608  16777216
  net.ipv4.tcp_keepalive_time = 60
  net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3
  net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 20
  
  vm.overcommit_memory=1
  

5、设置TcpNodelay和TcpKeepAlive

• TCPNoDelay和TCPkeepalive都是常用的TCP选项，前者的作用是禁用Nagle 算法6，避免连续发包出现延迟，这对编写低延迟网络服务很重要。后者的作用是定期探查TCP连接是否还存在。一般来说如果有应用层心跳的话，TCPkeepalive不是必需的。

• TCPNoDelay设置参考代码：

  int sock, flag, ret;
  /* Create new stream socket */
  sock = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0 );
  /* Disable the Nagle (TCP No Delay) algorithm */
  flag = 1;
  ret = setsockopt( sock, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, (char *)&flag, sizeof(flag) );
  if (ret == -1) {
    printf("Couldn't setsockopt(TCP_NODELAY)\n");
    exit(-1);
  }
  

• TCPkeepalive内核中设置参考上面第4点，应用程序中设置参考如下：

  int keepAlive = 1; // 开启keepalive属性
  int keepIdle = 60; // 如该连接在60秒内没有任何数据往来,则进行探测 
  int keepInterval = 5; // 探测时发包的时间间隔为5 秒
  int keepCount = 3; // 探测尝试的次数.如果第1次探测包就收到响应了,则后2次的不再发.
  
  setsockopt(rs, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void *)&keepAlive, sizeof(keepAlive));
  setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, (void*)&keepIdle, sizeof(keepIdle));
  setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPINTVL, (void *)&keepInterval, sizeof(keepInterval));
  setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, (void *)&keepCount, sizeof(keepCount));
  

• 见《Linux多线程服务编程》8.9节

6、使用std::vector作为数据缓冲区，具体请参考https://gitee.com/liudegui/finger_server/blob/master/common/Buffer.cpp