HttpClient Timeout waiting for connection from pool 问题解决方案

错误：org.apache.http.conn.ConnectionPoolTimeoutException: Timeout waiting for connection from pool

前言 ：
第一次看到这个错误， 上网找了下，有文章说是连接池不够了。。。。 并没有多想，立即将原有程序的 链接池扩容了3倍，然后单个路由 扩容了5倍。
问题解决， 以为找到了，答案。 但是 过了大约 几天之后，再次出现该问题，当时就特别疑惑， 没有扩容之前 程序已经运行了 将近两年，并没有发生任何错误，
现在 扩容了，竟然还报这个错， 此时 分析方向 应该发生改变。

怀疑方向一:大量的Timeout 出现，是否 请求的域名有问题 ？
于是，手动 ping 了访问域名，发现并没有多慢. （疑问否决）
怀疑方向二:是否我们服务器出口IP 有问题， 请求 指定域名 超时？
于是: 我们新开了一台机器， 然后将 原有的两台机器 停掉一台， 并且新开的机器 使用 全新的出口IP， 以区分于原有机器，后来发现 新卡的机器，没有问题。
因此，我们大致定位了问题，就是 服务器的出口IP 有问题, 并不是程序的问题。 所以，解决方案就是 找运维 重新申请配置了机器.

下面 贴出 我连接池的 写法， 做个小笔记 。
HttpClient 版本如下

<dependency>  
            <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId>  
            <artifactId>httpclient</artifactId>  
            <version>4.3.4</version>  
        </dependency>  
        <dependency>  
            <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId>  
            <artifactId>httpcore</artifactId>  
            <version>4.3.2</version>  
        </dependency>  
        <dependency>  
            <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId>  
            <artifactId>httpmime</artifactId>  
            <version>4.3.1</version>  
        </dependency>

连接池代码如下：

import org.apache.http.client.HttpClient;
import org.apache.http.client.config.RequestConfig;
import org.apache.http.conn.ssl.SSLConnectionSocketFactory;
import org.apache.http.impl.client.HttpClientBuilder;
import org.apache.http.impl.client.HttpClients;
import org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager;


public class HttpClientFactory {

    private static final Integer MAX_TOTAL = 300;             //连接池最大连接数
    private static final Integer MAX_PER_ROUTE = 50;          //单个路由默认最大连接数
    private static final Integer REQ_TIMEOUT =  5 * 1000;     //请求超时时间ms
    private static final Integer CONN_TIMEOUT = 5 * 1000;     //连接超时时间ms
    private static final Integer SOCK_TIMEOUT = 10 * 1000;    //读取超时时间ms
    private static HttpClientConnectionMonitorThread thread;  //HTTP链接管理器线程

    public static HttpClientConnectionMonitorThread getThread() {
        return thread;
    }
    public static void setThread(HttpClientConnectionMonitorThread thread) {
        HttpClientFactory.thread = thread;
    }

    public static HttpClient createSimpleHttpClient(){
        SSLConnectionSocketFactory sf = SSLConnectionSocketFactory.getSocketFactory();
        return HttpClientBuilder.create()
                .setSSLSocketFactory(sf)
                .build();
    }
    
    public static HttpClient createHttpClient() {
        PoolingHttpClientConnectionManager poolingHttpClientConnectionManager = new PoolingHttpClientConnectionManager();
        poolingHttpClientConnectionManager.setMaxTotal(MAX_TOTAL);
        poolingHttpClientConnectionManager.setDefaultMaxPerRoute(MAX_PER_ROUTE);
        RequestConfig requestConfig = RequestConfig.custom()
                .setConnectionRequestTimeout(REQ_TIMEOUT)
                .setConnectTimeout(CONN_TIMEOUT).setSocketTimeout(SOCK_TIMEOUT)
                .build();
        HttpClientFactory.thread=new HttpClientConnectionMonitorThread(poolingHttpClientConnectionManager); //管理 http连接池
        return HttpClients.custom().setConnectionManager(poolingHttpClientConnectionManager).setDefaultRequestConfig(requestConfig).build();
    }
}

以下 线程用来清理 连接池无效的链接 ：

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import org.apache.http.conn.HttpClientConnectionManager;

/**
 * <p>Description: 使用管理器，管理HTTP连接池 无效链接定期清理功能</p> 
 */
public class HttpClientConnectionMonitorThread extends Thread {

    private final HttpClientConnectionManager connManager;
    private volatile boolean shutdown;

    public HttpClientConnectionMonitorThread(HttpClientConnectionManager connManager) {
        super();
        this.setName("http-connection-monitor");
        this.setDaemon(true);
        this.connManager = connManager;
        this.start();
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            while (!shutdown) {
                synchronized (this) {
                    wait(5000); // 等待5秒
                    // 关闭过期的链接
                    connManager.closeExpiredConnections();
                    // 选择关闭 空闲30秒的链接
                    connManager.closeIdleConnections(30, TimeUnit.SECONDS);
                }
            }
        } catch (InterruptedException ex) {
        }
    }
    
    /**
     * 方法描述: 停止 管理器 清理无效链接  (该方法当前暂时关闭) 
     * @author andy 2017年8月28日 下午1:45:18
     */
    @Deprecated
    public void shutDownMonitor() {
        synchronized (this) {
            shutdown = true;
            notifyAll();
        }
    }

}

HttpClient大并发下Timeout waiting for connection from pool 问题解决方案 

今天解决了一个HttpClient的异常，汗啊，一个HttpClient使用稍有不慎都会是毁灭级别的啊。这里有之前因为route配置不当导致服务器异常的一个处理
里面的HttpConnectionManager实现就是我在这里使用的实现。

问题表现：
tomcat后台日志发现大量异常

org.apache.http.conn.ConnectionPoolTimeoutException: Timeout waiting for connection

时间一长tomcat就无法继续处理其他请求，从假死变成真死了。
linux运行：

netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'

发现CLOSE_WAIT的数量始终在400以上，一直没降过。

问题分析：
一开始我对我的HttpClient使用过程深信不疑，我不认为异常是来自这里。
所以我开始从TCP的连接状态入手，猜测可能导致异常的原因。以前经常遇到TIME_WAIT数过大导致的服务器异常，很容易解决，修改下sysctl就ok了。但是这次是CLOSE_WAIT，是完全不同的概念了。
关于TIME_WAIT和CLOSE_WAIT的区别和异常处理我会单独起一篇文章详细说说我的理解。

简单来说CLOSE_WAIT数目过大是由于被动关闭连接处理不当导致的。
我说一个场景，服务器A会去请求服务器B上面的apache获取文件资源，正常情况下，如果请求成功，那么在抓取完资源后服务器A会主动发出关闭连接的请求，这个时候就是主动关闭连接，连接状态我们可以看到是TIME_WAIT。如果一旦发生异常呢？假设请求的资源服务器B上并不存在，那么这个时候就会由服务器B发出关闭连接的请求，服务器A就是被动的关闭了连接，如果服务器A被动关闭连接之后自己并没有释放连接，那就会造成CLOSE_WAIT的状态了。
所以很明显，问题还是处在程序里头。

先看看我的HttpConnectionManager实现：

public class HttpConnectionManager { 

    private static HttpParams httpParams;
    private static ClientConnectionManager connectionManager;

    /**
     * 最大连接数
     */
    public final static int MAX_TOTAL_CONNECTIONS = 800;
    /**
     * 获取连接的最大等待时间
     */
    public final static int WAIT_TIMEOUT = 60000;
    /**
     * 每个路由最大连接数
     */
    public final static int MAX_ROUTE_CONNECTIONS = 400;
    /**
     * 连接超时时间
     */
    public final static int CONNECT_TIMEOUT = 10000;
    /**
     * 读取超时时间
     */
    public final static int READ_TIMEOUT = 10000;

    static {
        httpParams = new BasicHttpParams();
        // 设置最大连接数
        ConnManagerParams.setMaxTotalConnections(httpParams, MAX_TOTAL_CONNECTIONS);
        // 设置获取连接的最大等待时间
        ConnManagerParams.setTimeout(httpParams, WAIT_TIMEOUT);
        // 设置每个路由最大连接数
        ConnPerRouteBean connPerRoute = new ConnPerRouteBean(MAX_ROUTE_CONNECTIONS);
        ConnManagerParams.setMaxConnectionsPerRoute(httpParams,connPerRoute);
        // 设置连接超时时间
        HttpConnectionParams.setConnectionTimeout(httpParams, CONNECT_TIMEOUT);
        // 设置读取超时时间
        HttpConnectionParams.setSoTimeout(httpParams, READ_TIMEOUT);

        SchemeRegistry registry = new SchemeRegistry();
        registry.register(new Scheme("http", PlainSocketFactory.getSocketFactory(), 80));
        registry.register(new Scheme("https", SSLSocketFactory.getSocketFactory(), 443));

        connectionManager = new ThreadSafeClientConnManager(httpParams, registry);
    }

    public static HttpClient getHttpClient() {
        return new DefaultHttpClient(connectionManager, httpParams);
    }

}

看到没MAX_ROUTE_CONNECTIONS 正好是400，跟CLOSE_WAIT非常接近啊，难道是巧合？继续往下看。
然后看看调用它的代码是什么样的：

public static String readNet (String urlPath)
    {
        StringBuffer sb = new StringBuffer ();
        HttpClient client = null;
        InputStream in = null;
        InputStreamReader isr = null;
        try
        {
            client = HttpConnectionManager.getHttpClient();
            HttpGet get = new HttpGet();
            get.setURI(new URI(urlPath));
            HttpResponse response = client.execute(get);
            if (response.getStatusLine ().getStatusCode () != 200) {
                return null;
            }
            HttpEntity entity =response.getEntity();
            
            if( entity != null ){
                in = entity.getContent();
                .....
            }
            return sb.toString ();
            
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace ();
            return null;
        }
        finally
        {
            if (isr != null){
                try
                {
                    isr.close ();
                }
                catch (IOException e)
                {
                    e.printStackTrace ();
                }
            }
            if (in != null){
                try
                {
                    <span style="color:#ff0000;">in.close ();</span>
                }
                catch (IOException e)
                {
                    e.printStackTrace ();
                }
            }
        }
    }

很简单，就是个远程读取中文页面的方法。值得注意的是这一段代码是后来某某同学加上去的，看上去没啥问题，是用于非200状态的异常处理：

if (response.getStatusLine ().getStatusCode () != 200) {
    return null;
}

代码本身没有问题，但是问题是放错了位置。如果这么写的话就没问题：

client = HttpConnectionManager.getHttpClient();
            HttpGet get = new HttpGet();
            get.setURI(new URI(urlPath));
            HttpResponse response = client.execute(get);
            
            HttpEntity entity =response.getEntity();
            
            if( entity != null ){
                in = entity.getContent();
            ..........
            }
            
            if (response.getStatusLine ().getStatusCode () != 200) {
                return null;
            }
            return sb.toString ();

看出毛病了吧。在这篇入门（HttpClient4.X 升级 入门 + http连接池使用）里头我提到了HttpClient4使用我们常用的InputStream.close()来确认连接关闭，前面那种写法InputStream in 根本就不会被赋值，意味着一旦出现非200的连接，这个连接将永远僵死在连接池里头，太恐怖了。。。所以我们看到CLOST_WAIT数目为400，因为对一个路由的连接已经完全被僵死连接占满了。。。
其实上面那段代码还有一个没处理好的地方，异常处理不够严谨，所以最后我把代码改成了这样：

public static String readNet (String urlPath)
    {
        StringBuffer sb = new StringBuffer ();
        HttpClient client = null;
        InputStream in = null;
        InputStreamReader isr = null;
        HttpGet get = new HttpGet();
        try
        {
            client = HttpConnectionManager.getHttpClient();
            get.setURI(new URI(urlPath));
            HttpResponse response = client.execute(get);
            if (response.getStatusLine ().getStatusCode () != 200) {
                get.abort();
                return null;
            }
            HttpEntity entity =response.getEntity();
            
            if( entity != null ){
                in = entity.getContent();
                ......
            }
            return sb.toString ();
            
        }
        catch (Exception e)
        {
            get.abort();
            e.printStackTrace ();
            return null;
        }
        finally
        {
            if (isr != null){
                try
                {
                    isr.close ();
                }
                catch (IOException e)
                {
                    e.printStackTrace ();
                }
            }
            if (in != null){
                try
                {
                    in.close ();
                }
                catch (IOException e)
                {
                    e.printStackTrace ();
                }
            }
        }
    }

显示调用HttpGet的abort，这样就会直接中止这次连接，我们在遇到异常的时候应该显示调用，因为谁能保证异常是在InputStream in赋值之后才抛出的呢。

好了 ，分析完毕，明天准备总结下CLOSE_WAIT和TIME_WAIT的区别。

HttpClient连接池抛出大量ConnectionPoolTimeoutException: Timeout waiting for connection异常排查