golang 高併發下 tcp 建連數暴漲的緣由分析

    背景：服務須要高頻發出GET請求，而後咱們封裝的是 golang 的net/http 庫， 由於開源的好比req 和gorequsts 都是封裝的net/http ，因此咱們仍是選用原生（req 使用不當也會掉坑裏）。咱們的場景是多協程從chan 中取任務，併發get 請求，而後設置超時，設置代理，完了。咱們知道net/http 是自帶了鏈接池的，能自動回收鏈接，可是，發現鏈接暴漲，起了1萬個鏈接。

該文章後續仍在不斷的更新修改中， 請移步到原文地址http://dmwan.cc

    首先，咱們初版的代碼是基於python 的，是沒有鏈接暴漲的問題的，封裝的requests，封裝以下：

def fetch(self, url, body, method, proxies=None, header=None):
        
        res = None
        timeout = 4
        self.error = ''
        stream_flag = False

        if not header:
            header = {}

        if not proxies:
            proxies = {}

        try:
            self.set_extra(header)
            res = self.session.request(method, url, data=body, headers=header, timeout=timeout, proxies=proxies)

        # to do: self.error variable to logger
        except requests.exceptions.Timeout:
            self.error = "fetch faild !!! url:{0} except: connect timeout".format(url)
        except requests.exceptions.TooManyRedirects:
            self.error = "fetch faild !!! url:{0} except: redirect more than 3 times".format(url)
        except requests.exceptions.ConnectionError:
            self.error = "fetch faild !!! url:{0} except: connect error".format(url)
        except socket.timeout:
            self.error = "fetch faild !!! url:{0} except: recv timetout".format(url)
        except:
            self.error = "fetch faild !!! url:{0} except: {1}".format(url, traceback.format_exc())

        if res is not None and self.error == "":
            self.logger.info("url: %s, body: %s, method: %s, header: %s, proxy: %s, request success!", url, str(body)[:100], method, header, proxies)
            self.logger.info("url: %s, resp_header: %s, sock_ip: %s, response success!", url, res.headers, self.get_sock_ip(res))
        else:
            self.logger.warning("url: %s, body: %s, method: %s, header: %s, proxy: %s, error: %s, reuqest failed!", url, str(body)[:100], method, header, proxies, self.error)

        return res

    改用golang後，咱們選擇的是net/http。看net/http 的文檔，最基本的請求，如get，post 可使用以下的方式：

resp, err := http.Get("http://example.com/")

resp, err := http.Post("http://example.com/upload", "image/jpeg", &buf)

resp, err := http.PostForm("http://example.com/form",url.Values{"key": {"Value"}, "id": {"123"}})

    咱們須要添加超時，代理和設置head 頭，官方推薦的是使用client 方式，以下：

client := &http.Client{

     CheckRedirect: redirectPolicyFunc,
     Timeout: time.Duration(10)*time.Second,//設置超時

}

client.Transport = &http.Transport{
     Proxy: http.ProxyURL(proxyUrl)，
     MaxIdleConnsPerHost: 1000,
} //設置代理ip

resp, err := client.Get("http://example.com")

req, err := http.NewRequest("GET", "http://example.com", nil) //設置header 

req.Header.Add("If-None-Match", `W/"wyzzy"`)

resp, err := client.Do(req)

    這裏官方文檔指出，client 只須要全局實例化，而後是協程安全的，因此，使用多協程的方式，用共享的client 去發送req 是可行的。    

    根據官方文檔，和咱們的業務場景，咱們寫出了以下的業務代碼：

var client *http.Client

//初始化全局client
func init (){
	client = &http.Client{
		Timeout: time.Duration(10)*time.Second,
	  }
}

type HttpClient struct {}

//提供給多協程調用
func (this *HttpClient) Fetch(dstUrl string, method string, proxyHost string, header map[string]string)(*http.Response){
    //實例化req
	req, _ := http.NewRequest(method, dstUrl, nil)
    //添加header
	for k, v := range header {
		req.Header.Add(k, v)
	}
    //添加代理ip
	proxy := "http://" + proxyHost
	proxyUrl, _ := url.Parse(proxy)
	client.Transport = &http.Transport{
        Proxy: http.ProxyURL(proxyUrl)，
        MaxIdleConnsPerHost: 1000,
    }
	resp, err := client.Do(req)
	return resp, err
}

    當咱們使用協程池併發開100個 worker 調用Fetch() 的時候，照理說，established 的鏈接應該是100個，可是，我壓測的時候，發現，established 的鏈接塊到一萬個了，net/http的鏈接池根本沒起做用？估計這是哪裏用法不對吧。

    使用python的庫併發請求是沒有任何問題的，那這個問題到底出在哪裏？其實若是熟悉golang net/http庫的流程，就很清楚了，問題就處在上面的Transport ，每一個transport 維護了一個鏈接池，咱們代碼中每一個協程都會new 一個transport ，這樣，就會不斷新建鏈接。

    咱們看下transport 的數據結構：

type Transport struct {
    idleMu     sync.Mutex
    wantIdle   bool // user has requested to close all idle conns
    idleConn   map[connectMethodKey][]*persistConn 
    idleConnCh map[connectMethodKey]chan *persistConn

    reqMu       sync.Mutex
    reqCanceler map[*Request]func()

    altMu    sync.RWMutex
    altProto map[string]RoundTripper // nil or map of URI scheme => RoundTripper
    //Dial獲取一個tcp 鏈接，也就是net.Conn結構，
    Dial func(network, addr string) (net.Conn, error)
}

         結構體中兩個map， 保存的就是不一樣的協議 不一樣的host，到不一樣的請求 的映射。很是明顯，這個結構體應該是和client 同樣全局的。因此，爲了避開使用鏈接池失效，是不能不斷new transport 的！

        咱們不斷new transport 的緣由就是爲了設置代理，這裏不能使用這種方式了，那怎麼達到目的？若是知道代理的原理，咱們這裏解決其實很簡單，請求使用ip ，host 帶上域名就ok了。代碼以下：

var client *http.Client

func init (){
	client = &http.Client{}
    client.Transport = &http.Transport{
	 	MaxIdleConnsPerHost: 1000,
    }
}

type HttpClient struct {}

func NewHttpClient()(*HttpClient){
	httpClient := HttpClient{}
	return &httpClient
}

func (this *HttpClient) replaceUrl(srcUrl string, ip string)(string){
	httpPrefix := "http://"
	parsedUrl, err := url.Parse(srcUrl)
	if err != nil {
		return ""
	}
	return httpPrefix + ip + parsedUrl.Path
}

func (this *HttpClient) Fetch(dstUrl string, method string, proxyHost string, header map[string]string, preload bool, timeout int64)(*http.Response, error){
	// proxyHost 換掉 url 中請求
	newUrl := this.replaceUrl(dstUrl, proxyHost)
	req, _ := http.NewRequest(method, newUrl, nil)
	for k, v := range header {
		req.Header.Add(k, v)
	}
	client.Timeout = time.Duration(timeout)*time.Second

	resp, err := client.Do(req)
    return resp, err  //由調用方close body
}

    使用header 中加host 的方式後，這裏的tcp 建連數 馬上降低到和協程池數量一致，問題獲得解決。