java.io.IOException: Too many open files

今天开发一个AOP接口需求协议，在Linux上启动tomcat应用的时候，日志打印出如下错误：

java.lang.IllegalStateException: failed to create a child event loop
at io.netty.util.concurrent.MultithreadEventExecutorGroup.<init>(MultithreadEventExecutorGroup.java:68)
at io.netty.channel.MultithreadEventLoopGroup.<init>(MultithreadEventLoopGroup.java:49)
at io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup.<init>(NioEventLoopGroup.java:61)
at io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup.<init>(NioEventLoopGroup.java:52)
at io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup.<init>(NioEventLoopGroup.java:44)
at com.hollycrm.hollyuniproxy.server.socket.nio.NettyServer.<init>(NettyServer.java:28)
at com.hollycrm.hollyuniproxy.server.http.SocketServerConfigListener.contextInitialized(SocketServerConfigListener.java:44)
at org.apache.catalina.core.StandardContext.listenerStart(StandardContext.java:5003)
at org.apache.catalina.core.StandardContext.startInternal(StandardContext.java:5517)
at org.apache.catalina.util.LifecycleBase.start(LifecycleBase.java:150)
at org.apache.catalina.core.ContainerBase.addChildInternal(ContainerBase.java:901)
at org.apache.catalina.core.ContainerBase.addChild(ContainerBase.java:877)
at org.apache.catalina.core.StandardHost.addChild(StandardHost.java:652)
at org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory(HostConfig.java:1263)
at org.apache.catalina.startup.HostConfig$DeployDirectory.run(HostConfig.java:1978)
at java.util.concurrent.Executors$RunnableAdapter.call(Executors.java:471)
at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:262)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145)
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:615)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
Caused by: io.netty.channel.ChannelException: failed to open a new selector
at io.netty.channel.nio.NioEventLoop.openSelector(NioEventLoop.java:128)
at io.netty.channel.nio.NioEventLoop.<init>(NioEventLoop.java:120)
at io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup.newChild(NioEventLoopGroup.java:87)
at io.netty.util.concurrent.MultithreadEventExecutorGroup.<init>(MultithreadEventExecutorGroup.java:64)
... 19 more
Caused by: java.io.IOException: 打开的文件过多
at sun.nio.ch.IOUtil.makePipe(Native Method)
at sun.nio.ch.EPollSelectorImpl.<init>(EPollSelectorImpl.java:65)
at sun.nio.ch.EPollSelectorProvider.openSelector(EPollSelectorProvider.java:36)
at io.netty.channel.nio.NioEventLoop.openSelector(NioEventLoop.java:126)
... 22 more

查了一些资料，经分析发现原因如下：

原因：

打开的文件过多，一般来说是由于应用程序对资源使用不当造成的，比如没有及时关闭socket或数据库连接等。但也可能应用确实需要打开比较多的文件句柄，而系统本身的设置限制了这一数量。

操作系统中打开文件的最大句柄数会受到系统设置的限制，常常发生在很多个并发用户访问服务器的时候。因为执行每个用户的应用服务器都要加载很多文件（new一个socket就需要一个文件句柄），这就会导致打开文件的句柄缺乏。

解决办法：

尽量把类打成jar包，因为一个jar包只消耗一个文件句柄。如果不打包，一个类就要消耗一个文件句柄。java的垃圾回收不能关闭网络连接打开的文件句柄。如果没有执行close()（例如：java.net.Socket.close()）则文件句柄将一直存在，而不能被关闭。你也可以考虑设置socket的最大打开数来控制这个问题。对操作系统做相关的设置，增加最大文件句柄数量。

服务器端修改：

1、查看系统允许打开的最大文件数

#cat /proc/sys/fs/file-max

2、查看每个用户允许打开的最大文件数

ulimit -a

3、发现系统默认的是open files (-n) 1024，问题就出现在这里。在系统文件/etc/security/limits.conf中修改这个数量限制，在文件中加入内容（该项操作需要管理员权限）：

* soft nofile 65536
* hard nofile 65536

另外方法：

1.使用ps -ef |grep java (java代表你程序，查看你程序进程) 查看你的进程ID，记录ID号，假设进程ID为12

2.使用：lsof -p 12 | wc -l 查看当前进程id为12的 文件操作状况

执行该命令出现文件使用情况为 1052

3.使用命令：ulimit -a 查看每个用户允许打开的最大文件数（针对当前session有效，用户退出或者系统重新后恢复默认值）

4.然后执行：ulimit -n 4096

将open files (-n) 1024 设置成open files (-n) 4096

这样就增大了用户允许打开的最大文件数。问题得以解决。

在这次问题排查中，涉及到的有关查询文件句柄以及网络连接数的Linux命令总结如下：

// 查看服务器的各种信息
# free -m
total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:         15901      15742        158          0        127      12784
-/+ buffers/cache:       2830      13070
Swap:         8015          2       8013

// 查看打开的文件数
# lsof -n | wc -l
70091

// 查看网络相关的文件句柄数
# lsof -n -i | wc -l
62548

// 查看网络连接数
# netstat -ant | wc -l
63777

// 查看端口为54104的连接数
# netstat -ant | grep ":54104" | wc -l
61101

// 查看端口为54104的各种状态的连接数
# netstat -ant | grep ":54104" | awk '{print $6}' | sort | uniq -c  | sort -nr
54166 CLOSE_WAIT
6920 ESTABLISHED
10 SYN_RECV
1 LISTEN

// 所有网络连接数，按状态排序
# netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print S[a],a}' | sort -nr
54184 CLOSE_WAIT
8239 ESTABLISHED
926 FIN_WAIT2
207 FIN_WAIT1
64 TIME_WAIT
46 LAST_ACK
31 SYN_RECV
1 CLOSING

// 所有打开文件数，按进程PID排序
# lsof -n | awk '{print $2}' | sort -n | uniq -c | sort -nr | more
65605 18374
741 1348
313 1349
236 1350
149 18407