线上 udp 客户端请求服务端客户端句柄泄漏问题
本题分别从如下三个方面来分享：
- 问题描述
- 自定义连接池的编写
- common_pool 的使用
问题描述
线上有一个业务，某个通服务通知 udp 客户端通过向 udp 服务端（某个硬件设备）发送 udp 包来进行用户上线操作
当同时有大量的请求打到 udp 服务端的时候，udp 服务端的回包可能会在网络环境中丢包，（udp 是不可靠的）导致 udp 客户端不能及时的收到 udp 服务端的回包，在短时间内，udp 客户端的句柄又没有得到复用或者释放，没有收到回包的句柄就一直阻塞在那里，最终导致句柄泄漏
那么可以如何解决呢？
- 增大客户端的句柄数
- 使用连接池并且在读取服务端响应数据时加上超时时间
显然，第一个解决方式治标不治本，改大句柄数，当请求量变大的时候，仍然会出现句柄泄漏的情况
第二种方式相对靠谱很多
- 首先，咱们将发送 udp 包给服务端后，等待读取服务端的回包时，设置超时时间，超时后读取失败，释放或者归还句柄
- 维护一个内部的连接池，减少每一次创建句柄消耗的资源和时间，使用的时候从池子里面获取句柄，使用完毕之后再归还句柄
自定义连接池的编写 customer_pool
那么对于连接池，我们实际上是可以自己来进行造轮子的，仅用于学习，实际使用的话，自然还是会去使用经过大众考研过的公共开源库，我们可以来基本的分析和研究一下一个连接池需要有些什么？
- 创建池子，关闭池子，池子的关闭状态
- 从池子中获取连接，归还连接，销毁当前连接
- 池子中能容纳的最大连接数，最小连接数，当前连接数
- 根据当前实际的连接数来对池子进行扩容和缩容
- 池子中创建连接的函数具体实现
当然，我们自己来体会一下连接池以及演示上述 udp 的 demo，我们仅实现如下几个简单功能作为演示
- 创建池子，池子的关闭状态
- 从池子中获取连接，归还连接
- 池子中能容纳的最大连接数，最小连接数，当前连接数
- 池子中创建连接的函数具体实现
对于池子中具体链接的销毁，池子的关闭，池子的扩缩容，以及其他高级使用，xdm 可以进行扩展
customer_pool demo
自定义连接池，实际上咱们是使用 chan 通道来进行实现，具体源码可以查看：https://github.com/qingconglaixueit/customer_pool/blob/master/customer_pool/pool.go
-
定义连接池 MyConnPool 数据结构，和创建连接池
- MyConnPool 结构中的 sync.Mutex 主要是用于控制多协程中 非 pool 成员的其他成员的互斥，我们知道 chan 内部是有锁进行控制的
-
获取对象的具体实现
- 从池子中获取对象，如果获取不到则默认查看当前的池子状态是否可以创建新的连接
- 若可以，则直接创建连接，返回对象
- 此处在进行池子成员的变动时，需要加锁进行控制
func (conn *MyConnPool) GetObject() (interface{}, error) {
return conn.getObject()
}
func (conn *MyConnPool) getObject() (interface{}, error) {
if conn.isClosed {
return nil, errors.New("pool is closed")
}
// 从通道里面读，如果通道里面没有则新建一个
select {
case object := <-conn.pool:
return object, nil
default:
}
// 校验当前的连接数是否大于最大连接数，若是，则还是需要从 pool 中取
// 此时使用 mutex 主要是为了锁 MyConnPool 的非通道的其他成员
conn.Lock()
if conn.currentConn >= conn.maxConn {
object := <-conn.pool
conn.Unlock()
return object, nil
}
// 逻辑走到此处需要新建对象放到 pool 中
object, err := conn.connFun()
if err != nil {
conn.Unlock()
return nil, fmt.Errorf("create conn error : %+v", err)
}
// 当前 pool 已有连接数+1
conn.currentConn++
conn.Unlock()
return object, nil
}
-
释放对象的具体实现
- 使用完毕对象之后，需要归还
- 具体归还操作，则是将具体的连接再丢回通道里面即可
func (conn *MyConnPool) ReturnObject(object interface{}) error {
return conn.returnObject(object)
}
func (conn *MyConnPool) returnObject(object interface{}) error {
if conn.isClosed {
return errors.New("pool is closed")
}
conn.pool <- object
return nil
}
-
具体的应用
简单写一个 udp 服务端
- 可以查看源码地址：https://github.com/qingconglaixueit/use_common_pool/blob/master/server/main.go
- 代码注释部分用于测试超时的效果
使用咱们上述的自定义连接池编写客户端的 demo
具体源码地址：https://github.com/qingconglaixueit/customer_pool/blob/master/main.go
- 定义咱们有 udp 连接的对象
- 定义 PoolTest 对象，并简单的将 udp 连接加入到成员中
- 编写创建 udp 连接的函数 connectUdp
- 初始化连接池，设置池子最大 3 个连接，最小 1 个连接，实际创建连接函数为 connectUdp()
type PoolTest struct {
Conn *net.UDPConn
}
var myPool *customer_pool.MyConnPool
func init() {
myPool = customer_pool.NewMyConnPool(3, 1, func() (interface{}, error) {
return connectUdp()
})
if myPool == nil {
log.Panicln("NewMyConnPool error")
return
}
log.Println("myPool == ", myPool)
}
// 创建连接函数
func connectUdp() (*PoolTest, error) {
// 创建一个 udp 句柄
log.Println(">>>>> 创建一个 udp 句柄 ... ")
// 连接服务器
conn, err := net.DialUDP("udp", nil, &net.UDPAddr{
IP: net.IPv4(127, 0, 0, 1),
Port: 9998,
})
if err != nil {
log.Println("Connect to udp server failed,err:", err)
return nil, err
}
log.Printf("<<<<<< new udp connect %+v", conn)
return &PoolTest{Conn: conn}, nil
}
- 获取到连接对象之后，咱们给 udp server 写入数据
- GetObject() 获取具体的对象，获取到连接
- SendMsg 进行具体消息的发送
- ReturnObject() 将具体的对象归还到池子中
- 其中代码被注释掉的部分，是用力验证超时效果的，感兴趣的 xdm 可以将代码打开尝试一波
- 效果展示
最后补充上咱们的 main 函数，就可以进行测试验证了
func main() {
for i := 0; i < 10; i++ {
msg := fmt.Sprintf("send udp data is %d", i)
go SendMsg(msg)
}
time.Sleep(2 * time.Second)
}
启动咱们的 udp 客户端，和 udp 服务端，我们可以查看到如下效果
客户端效果：
同时启了 10 个协程，每一个协程都会去池子里面拿连接对象，如果池子有现成的则直接使用，如果没有现成的，那么就新建一个连接， 如果当前池子已创建连接已经等于最大值，那么只能等着池子中有连接归还的时候再进行分配
- 总的来说，当前 demo 只会创建 3 个 udp 连接句柄
服务端效果：
可以看到服务端收到的 10 个请求，实际上只有 3 个句柄在多次请求
再一次印证了客户端实际上确实只创建了 3 次 udp 句柄
上述是自定义简单连接池的基本 demo，关于 udp 超时处理的内容就不做演示，感兴趣的 xdm 可以下载源码来进行查看效果
https://github.com/qingconglaixueit/customer_pool
使用 go-commons-pool
当然，我们大致知道连接池基本是都有哪些组成部分，可以如何玩之后，我们来应用一个 golang 通用的连接池 go-commons-pool， 源码地址为：https://github.com/jolestar/go-commons-pool
use_common_pool demo
应用 go-commons-pool 咱们的 demo 仅验证该库的通用和便捷，对于上述我们自定义的池子，咱们使用到的 udp 涉及到的代码，可以基本不用变动，直接使用 go-commons-pool 直接网上套即可
和咱们自定义池子不一样的地方
- init 初始化池子的方法和配置不一样
- SendMsg 方法，实现时使用的池子句柄不一样
- 当然，go-commons-pool 会好太多
实际 demo 为：
- 其余截图上未体现的 connectUdp()，(this *PoolTest) SendMsg(data []byte) ， 和上述自定义池子实现方式完全一致
此处初始化池子配置，咱们也是一样传入具体池子最大的对象数，使用池子的默认配置，传入咱们创建连接的具体函数 connectUdp()
对于到 main 函数 和 SendMsg 函数，咱们的用法和写法基本完全一致
自然，效果也是一样的
当然对于 go-commons-pool 池子还有其他很多有意思的东西，感兴趣的可以来一起阅读以下他的源码，如下为当前池子的基本数据结构和创建池子的代码，咱们可以根据这个结构来追以下代码
代码目录如下：
./pool.go
- 基本数据结构
- 创建池子代码
至此，本文结束
文中涉及到的源码地址：
- customer_pool https://github.com/qingconglaixueit/customer_pool
- use_common_pool https://github.com/qingconglaixueit/use_common_pool
- go-commons-pool https://github.com/jolestar/go-commons-pool
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