tomcat环境下服务器文件句柄耗尽（Too Many Open Files）的问题排查

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前段时间帮助公司解决了一次tomcat环境服务器的异常，今天有时间过来总结一下。

问题的表现：

tomcat服务在重启之后，短时间内会承受大量访问，由于这个时候缓存还没建立，每次访问都将消耗一定资源（数据库连接或者文件IO），并发量在2000左右的时候tomcat服务开始抛出大量Too
Many Open Files的异常，主要是文件IO一块的异常，数据库连接池配置恰当就不会抛异常。

问题分析：

这是一个典型的文件句柄耗尽的异常，在linux里头“一切皆文件”，所以虽然提示“文件”打开太多，其实也有可能是socket打开太多或者设备打开太多。

文件句柄是用来干嘛的？

[c-sharp] view
plain copy

print?

句柄当做一个人的名字，并"可以通过名字(句柄)，实现对句子的引用和访问"，感觉这种比喻好象贴近,但问题是可能有许多人叫同一个名字,但句柄所以有意义正因为它具有唯一性,所以这种比喻也有问题,如果换个说法,说句柄是表示你的进程与外界的i/o连接,把它当作是一个连接的名字是不是更恰当些? 文件句柄是一个十六位长度的二进制代码(Windows95后为32位无符号整数)，代表一个已被打开文件的通道号，借助于这个句柄，你的应用程序即可使用这个相应的句柄对文件进行随意存取操作,说白了文件句柄其实是一串代表着特殊含义的号码; 当然其实系统是用句柄与一些资源联系起来的,当由系统管理,动态分配给你应用程序的某些资源的代号,你就可以使用句柄访问相应的资源了,尤其在Windows系统中，有很多东东都使用句柄,如窗口,socket。

简单看来程序通过句柄获得资源的引用，来进行资源的打开和关闭的操作。

为什么会出现文件句柄耗尽的情况？

主要是因为linux在文件句柄的数目上有两个级别的限制。一个是系统级别的总数限制，一个是针对用户的限制。默认情况下每个用户所能使用的句柄数是1024。一般情况下1024也够用了，但是在大容量的系统上，特别是会频繁使用网络通信和文件IO的系统上，1024很快就被耗光了。所以首先我们要调整这个值。修改方法如下：

[c-sharp]
view plain
copy

print?

1. ulimit -a 查看当前用户的文件句柄限制

2. 用户级别的句柄数限制修改。

修改 /etc/security/limits.conf 增加下面的代码：

用户名(或者用*表示所有用户) soft nofile 65535

用户名 hard nofile 65535

有两种限制，一种是soft软限制，在数目超过软限制的时候系统会给出warning警告，但是达到hard硬限制的时候系统将拒绝或者异常了。

修改之后可能需要重启shell生效。

3. 系统级别的句柄数限制修改。

sysctl -w fs.file-max 65536

或者

echo "65536" > /proc/sys/fs/file-max

两者作用是相同的，前者改内核参数，后者直接作用于内核参数在虚拟文件系统（procfs, psuedo file system）上对应的文件而已。

可以用下面的命令查看新的限制

sysctl -a | grep fs.file-max

或者

cat /proc/sys/fs/file-max

修改内核参数

/etc/sysctl.conf

echo "fs.file-max=65536" >> /etc/sysctl.conf

sysctl -p

查看系统总限制 命令：cat /proc/sys/fs/file-max

查看整个系统目前使用的文件句柄数量命令：cat /proc/sys/fs/file-nr

查看某个进程开了哪些句柄 ：lsof -p pid

某个进程开了几个句柄 ：lsof -p pid |wc -l

也可以看到某个目录 /文件被什么进程占用了,显示已打开该目录或文件的所有进程信息 ：lsof path/filename

具体这个值应该设置成多少？

优先级（Open File Descriptors）：

soft limit < hard limit < kernel < 实现最大file descriptor数采用的数据结构所导致的限制

其实这个值倒是没有具体限制，但是分配的值如果太大反而会影响系统性能，所以要根据具体应用调配权衡。

问题的解决方案：

首先当然是修改linux句柄数限制到一个合适的值。

然后就是应用本身的一个调整。有这么几种情况：

1.数据库连接池的优化。必须要使用连接池，否则句柄没耗光数据库就崩了。。。

2.抓取资源的时候有可能会用到HttpClient，尽量也应该使用连接池来控制连接数。

关于HttpClient的连接池配置可以查看我另外一文：http://blog.csdn.net/shootyou/archive/2011/05/12/6415248.aspx

3.连接池设置的把握，建立连接超时时间，读取超时时间，连接数目，等待时间，等都需要配置到一个合适的值，否则发挥不出连接池的性能。

2015-05-12更新：

Caused by: java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread
如果遇到类似这样的问题，是进程数达到所能创建的上线了。nproc是单独控制进程数的。而linux下的线程是使用了轻量级线程LWP技术，实际上是会占用系统进程数限制。

具体可以参考：http://www.dbi-services.com/index.php/blog/entry/linux-how-to-monitor-the-nproc-limit-1

参考文：http://terrywang.net/archives/549