Broken pipe錯誤終極解釋

時間 2020-06-01

標籤 broken pipe 錯誤終極解釋简体版

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敘述

  想必或多或少在Java的服務器都會遇到過這種異常，以下圖

  因爲Java偏上層，平常開發接觸系統底層的機會偏少，要搞清楚什麼緣由致使的這種異常，確定是先要百度google一番。html

網絡解釋雲裏霧裏

  百度+google下，巴拉巴拉還真很多介紹這個錯誤的文章。欣喜地翻了一篇又一篇，但好像我依舊不明白具體什麼緣由致使的，雲裏霧裏啊。好吧，舉兩個例子：
  例子一：

這上邊說的好像有點道理，寫個代碼作個試驗驗證下吧！直接上代碼：
  java

//client程序 public static void main(String[] args) { try { Socket s = new Socket(); s.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1",3113)); OutputStream os = s.getOutputStream(); os.write("hello".getBytes()); s.close(); System.in.read();//防止程序退出 }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } //server程序 public static void main(String[] args) { try { ServerSocket ss = new ServerSocket(3113); Socket s = ss.accept(); InputStream is = s.getInputStream(); byte[] buf =new byte[1024]; int len = is.read(buf); System.out.println("recv:"+new String(buf,0,len)); Thread.sleep(10000); s.getOutputStream().write("hello".getBytes()); System.out.println("send over"); System.in.read(); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } }

代碼邏輯比較簡單吧，client向server發送請求，而後調用close()關閉鏈接，服務端收到請求打印到控制檯，等待10秒(保證client關閉了鏈接)，而後繼續向client發數據。看一下控制檯的結果：

挺討厭，就是不報Broken pipe異常。上邊的文章，想說相信你真的好難啊！那再看另外一篇文章吧
  例二：

這篇文章倒列舉了好幾種緣由，點擊了stop按鈕？被tomcat停掉？線程機制產生jvm出錯？真不知他媽的在說什麼，難道就不能再具體點嗎？
這樣的文章看不上幾篇就煩了。linux

意外發現

網上找不到滿意的解釋，那就硬着頭皮翻翻講解底層一點的書籍吧。還真巧，在一本叫《UNIX網絡編程卷1》中得到了一點靈感。以下截圖：

以下劃線部分所說：向某個已收到RST的鏈接執行寫操做時，將會返回EPIPE錯誤。EPIPE！PIPE！第一百零一靈感告訴我這與Broken pipe錯誤有關係。好了，有了新的發現就程序驗證吧。
爲了順利實驗，先把實驗用到的兩個知識點說一下吧。編程

知識準備之RST報文

  終止一個TCP鏈接的正常方式是發送FIN。在發送緩衝區中全部排隊數據都已發送以後才發送FIN，正常狀況下沒有任何數據丟失。但咱們有時也可能發送一個RST報文段而不是FIN來中途關閉一個鏈接。這稱爲異常關閉。
如今知道RST報文的做用了，那就在大體列一下出現RST報文的場景吧：
  1.connect一個不存在的端口；
2.向一個已經關掉的鏈接send數據；
3.向一個已經崩潰的對端發送數據（鏈接以前已經被創建）；
4.close(sockfd)時，直接丟棄接收緩衝區未讀取的數據，並給對方發一個RST。這個是由SO_LINGER選項來控制的；
5.a重啓，收到b的保活探針，a發rst，通知b。
  模擬出現RST報文的場景，最簡單地方法感受就是使用SO_LINGER選項來控制，那接下來再瞭解下SO_LINGER選項吧！windows

知識準備之SO_LINGER參數

SO_LINGER是用來設置函數close()關閉TCP鏈接時的行爲。缺省close()的行爲是，若是有數據殘留在socket發送緩衝區中則系統將繼續發送這些數據給對方，等待被確認，而後返回。tomcat

設置此選項並把超時時間設置爲零，調用close()會當即關閉該鏈接，經過發送RST分組(而不是用正常的FIN|ACK|FIN|ACK四個分組)來關閉該鏈接。至於發送緩衝區中若是有未發送完的數據，則丟棄。

知識準備的差很少了，好了，準備開森的實驗了。服務器

實驗驗證

這裏再將實驗代碼貼一份吧，跟上邊的實驗代碼惟一的區別就是這裏設置了SO_LINGER選項。網絡

   這下你信了吧。這時你是否是也有點好奇，真的是設置了SO_LINGER產生了RST報文嗎？client和server之間到底進行了怎麼樣的交互呢？
   想看清具體client和server期間進行了怎樣的交互，那就只好抓包了。就用tcpdump抓包看吧，無論你會不會用，它都是簡單方便快捷的好工具，絕對是分析TCP的好幫手。//client程序 public static void main(String[] args) { try { Socket s = new Socket(); s.setSoLinger(true,0);//設置調用close就發送RST s.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1",3113)); OutputStream os = s.getOutputStream(); os.write("hello".getBytes()); s.close(); System.in.read();//防止程序退出 }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } //server程序 public static void main(String[] args) { try { ServerSocket ss = new ServerSocket(3113); Socket s = ss.accept(); InputStream is = s.getInputStream(); byte[] buf =new byte[1024]; int len = is.read(buf); System.out.println("recv:"+new String(buf,0,len)); Thread.sleep(10000); s.getOutputStream().write("hello".getBytes()); System.out.println("send over"); System.in.read(); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } }
 此次果不其然，終於遇到了期盼的異常。不信？那我截圖你看：

抓包分析

就按照上邊的實驗程序抓個包吧，又大又清晰地截圖^_^

簡單解釋下：localhost.50387是client端，localhost.cs-auth-svr是server端。
第一行：client向server發送SYN請求創建鏈接
第二行：server向client發送SYN也請求創建鏈接
第三行：client向server返回ACK表示贊成鏈接
第四行：server向client發送ack?什麼？TCP三步握手創建鏈接怎麼變成四步了？啥時候的事啊咋沒通知我啊？難道個人mac不在狀態手滑了就發出去了？算了先不care這個問題了，知道的能夠告訴下我。
第五行：看到Flags [P.]了嗎，P是push的意思就是發數據，這裏就是client向server發送數據，length 5就是client發送的hello的長度，沒錯吧
第六行：這裏是server向client發送ac表示已經接收了hello
第七行：這是重點，Flags[R.],R就表明RST報文，client向server發送了RST報文。

如今應該一切雲開月明瞭吧。^_^
收到RST包，繼續向對方寫數據就必定會報Broken pipe嗎？還真的被我試出個不會的狀況。

jvm

特殊狀況

這個特殊狀況也很好理解，按照上邊說的：向一個已經關掉的鏈接send數據時會收到對方的RST報文。此時再向其sends數據就不會報Broken pipe。直接上測試程序和抓包吧socket

//client程序 public static void main(String[] args) { try { Socket s = new Socket(); s.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1",3113)); OutputStream os = s.getOutputStream(); os.write("hello".getBytes()); s.close(); System.in.read();//防止程序退出 }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } //server程序 public static void main(String[] args) { try { ServerSocket ss = new ServerSocket(3113); Socket s = ss.accept(); InputStream is = s.getInputStream(); byte[] buf =new byte[1024]; int len = is.read(buf); System.out.println("recv:"+new String(buf,0,len)); Thread.sleep(10000); s.getOutputStream().write("hello".getBytes()); s.getOutputStream().write("hello2".getBytes()); System.out.println("send over"); System.in.read(); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } }
 client調用close向server發送FIN，server向client發送hello，而後收到client的RST報文，繼續向client發送hello2。