Linux下高並發網絡編程
1、修改用戶進程可打開文件數限制
在Linux平台上，無論編寫客戶端程序還是服務端程序，在進行高並發TCP連接處理時，
最高的並發數量都要受到系統對用戶單一進程同時可打開文件數量的限制(這是因為系統
為每個TCP連接都要創建一個socket句柄，每個socket句柄同時也是一個文件句柄)。
可使用ulimit命令查看系統允許當前用戶進程打開的文件數限制：
[speng@as4 ~]$ ulimit -n
1024
這表示當前用戶的每個進程最多允許同時打開1024個文件，這1024個文件中還得除去
每個進程必然打開的標准輸入，標准輸出，標准錯誤，服務器監聽 socket，
進程間通訊的unix域socket等文件，那麼剩下的可用於客戶端socket連接的文件數就
只有大概1024-10=1014個左右。也就是說缺省情況下，基於Linux的通訊程序最多允許
同時1014個TCP並發連接。
對於想支持更高數量的TCP並發連接的通訊處理程序，就必須修改Linux對當前用戶的
進程同時打開的文件數量的軟限制(soft limit)和硬限制(hardlimit)。其中軟限制
是指Linux在當前系統能夠承受的范圍內進一步限制用戶同時打開的文件數；硬限制
則是根據系統硬件資源狀況(主要是系統內存)計算出來的系統最多可同時打開的文件數量。
通常軟限制小於或等於硬限制。
修改上述限制的最簡單的辦法就是使用ulimit命令：
[speng@as4 ~]$ ulimit -n
上述命令中，在中指定要設置的單一進程允許打開的最大文件數。如果系統回顯
類似於“Operation notpermitted”之類的話，說明上述限制修改失敗，實際上是
因為在中指定的數值超過了Linux系統對該用戶打開文件數的軟限制或硬限制。
因此，就需要修改Linux系統對用戶的關於打開文件數的軟限制和硬限制。
第一步，修改/etc/security/limits.conf文件，在文件中添加如下行：
speng soft nofile 10240
speng hard nofile 10240
其中speng指定了要修改哪個用戶的打開文件數限制，可用’*'號表示修改所有用戶的限制；
soft或hard指定要修改軟限制還是硬限制；10240則指定了想要修改的新的限制值，
即最大打開文件數(請注意軟限制值要小於或等於硬限制)。修改完後保存文件。
第二步，修改/etc/pam.d/login文件，在文件中添加如下行：
session required /lib/security/pam_limits.so
這是告訴Linux在用戶完成系統登錄後，應該調用pam_limits.so模塊來設置系統對
該用戶可使用的各種資源數量的最大限制(包括用戶可打開的最大文件數限制)，
而pam_limits.so模塊就會從/etc/security/limits.conf文件中讀取配置來設置這些限制值。
修改完後保存此文件。
第三步，查看Linux系統級的最大打開文件數限制，使用如下命令：
[speng@as4 ~]$ cat /proc/sys/fs/file-max
12158
這表明這台Linux系統最多允許同時打開(即包含所有用戶打開文件數總和)12158個文件，
是Linux系統級硬限制，所有用戶級的打開文件數限制都不應超過這個數值。通常這個系統級
硬限制是Linux系統在啟動時根據系統硬件資源狀況計算出來的最佳的最大同時打開文件數限制，
如果沒有特殊需要，不應該修改此限制，除非想為用戶級打開文件數限制設置超過此限制的值。
修改此硬限制的方法是修改/etc/rc.local腳本，在腳本中添加如下行：
echo 22158 > /proc/sys/fs/file-max
這是讓Linux在啟動完成後強行將系統級打開文件數硬限制設置為22158。修改完後保存此文件。
完成上述步驟後重啟系統，一般情況下就可以將Linux系統對指定用戶的單一進程允許同時
打開的最大文件數限制設為指定的數值。如果重啟後用 ulimit-n命令查看用戶可打開文件數限制
仍然低於上述步驟中設置的最大值，這可能是因為在用戶登錄腳本/etc/profile中使用ulimit -n命令
已經將用戶可同時打開的文件數做了限制。由於通過ulimit-n修改系統對用戶可同時打開文件的
最大數限制時，新修改的值只能小於或等於上次 ulimit-n設置的值，因此想用此命令增大這個
限制值是不可能的。
所以，如果有上述問題存在，就只能去打開/etc/profile腳本文件，
在文件中查找是否使用了ulimit-n限制了用戶可同時打開的最大文件數量，如果找到，
則刪除這行命令，或者將其設置的值改為合適的值，然後保存文件，用戶退出並重新登錄系統即可。
通過上述步驟，就為支持高並發TCP連接處理的通訊處理程序解除關於打開文件數量方面的系統限制。
2、修改網絡內核對TCP連接的有關限制
在Linux上編寫支持高並發TCP連接的客戶端通訊處理程序時，有時會發現盡管已經解除了系統
對用戶同時打開文件數的限制，但仍會出現並發TCP連接數增加到一定數量時，再也無法成功
建立新的TCP連接的現象。出現這種現在的原因有多種。
第一種原因可能是因為Linux網絡內核對本地端口號范圍有限制。此時，進一步分析為什麼無法
建立TCP連接，會發現問題出在connect()調用返回失敗，查看系統錯誤提示消息是“Can’t assign requestedaddress”。同時，如果在此時用tcpdump工具監視網絡，會發現根本沒有TCP連接時客戶端
發SYN包的網絡流量。這些情況說明問題在於本地Linux系統內核中有限制。
其實，問題的根本原因
在於Linux內核的TCP/IP協議實現模塊對系統中所有的客戶端TCP連接對應的本地端口號的范圍
進行了限制(例如，內核限制本地端口號的范圍為1024~32768之間)。當系統中某一時刻同時
