影响Socket数据接收发送的选项设置

为了叙述比较方便，我们先从JavaSocket模型说起

JavaSocket模型

javaSocket模型如下图所示：

Java Socket运行在JVM或者底层OS提供的native socket之上，所有对Java Socket的操作都反映到native socket。所以从Socket发展渊源看，影响Socket性能的选项也必然是native socke暴露给Javat的一些设置。

Socket Options

这些选项主要影响native socket如何发送和接收数据，从而影响Socket的性能。这些选项以及支持的JDK版本入下表所示：

#	选项	Java版本	Default	说明
1	TCP_NODELAY	1.1+	false	设置是否尽快发送packer，而不管其大小
2	SO_TIMEOUT	1.1+	0	数据读取超时，0表示永不超时
3	SO_LINGER	1.1+	false	设置socket关闭后，没有发送的数据包逗留时间
4	SO_RCVBUF	1.2+		接收Buffer
5	SO_SNDBUF	1.2+		发送Buffer
6	SO_KEEPALIVE	1.3+	false	连接存活探测
7	OOBINLINE	1.4+	false	紧急数据处理设置
8	SO_REUSEADDR	1.4+	false	地址重用设置

1）TCP_NODELAY

因为有Buffer的使用，TCP协议一般情况（Nagle算法），小数据包都是和其他大数据包一块打包发送，然后后续发送数据包之前需要收到已发送包的确认，否则一直等待。因为数据包的捆绑传输，远程不能及时确认发送的数据包，如果应用大部分传输小数据包的话，会明显感觉信息处理速度会降下来。最明显受此影响的是游戏应用，因为鼠标的移动传输都是小数据包。在这样的环境，setTcpNoDelay（true）可以禁用Buffer，让数据尽快发出去。

2）SO_TIMEOUT

一般情况下，当从socket读取数据时，read方法会阻塞必要长时间获取足够（而不是必须一定指定长度）的数据，或者永远block下去。通过设置SO_TIMEOUT，可以控制最长Block多长时间，在时间超市后，将抛出InterruptedIOException 。

3）SO_LINGER

SO_LIGER选项处理在socket关闭后还没有发出去的数据如何处理。缺省条件下，在socket close方法立即返回后，系统仍将继续发送未发送出去的数据。如果逗留（linger）时间设置为0，那么没有发送的包将被丢弃；如果设置一个时间值t秒，close方法会block等待数据传输和响应接收，当时间结束之后，socket关闭，没有发送出去的数据包和响应将丢弃不予处理。逗留时间不能设置为负数，否则将抛出IllegalArgumentException，但是getSoLinger可以返回-1，表示此选项还没有启用。逗留时间最大允许设置65535秒（超过18小时，对于一般的应用已足够了）。总体上说，平台的默认值非常恰当，我们不需要特别设置。

4）SO_RCVBUF

大部分TCP协议栈使用Buffer提高网络性能。大容量Buffer倾向于提高高带宽的网络性能，而低速网络使用小容量Buffer更合适。一般说来，传输连续大块数据的协议，如FTP、HTTP，使用大容量Buffer更合适，而小数据量、非连续数据包，如Telnet和很多关注交互性的服务协议建议采用小容量Buffer。这里的内容也上面提到的TCP_NODELAY发生了呼应。具体设置对象合适，没有定论，只能按照上面提到的准则进行微调，另外需要注意setReceiveBufferSize只是给底层实现提了一个建议值，底层可以忽略，所以为了验证设置是否成功，需要set之后get确认一下。

5）SO_SNDBUF

设置发送Bufffer，对socket传输数据影响和SO_RCVBUF类似

6）SO_KEEPALIVE

如果SO_KEEPALIVE设置为true，socket会间歇（这个间歇时间一般是2小时）地在空闲连接上发送一个包给服务器，以确认服务器没有crash。如果请求没有被响应，客户端继续尝试，直到在12分内没收到响应，客户端断开socket。如果没有设置或者设置为false，那么不活动的客户端将可能永远也感知不到服务段已经crash。如果客户端是活跃的，那么这个值没有设置的必要。如果想把默认值从2小时给成其他时间，需要修改操作系统内核参数（Linux）。探测时间间隔设置合适可以作为应用心态使用，但不能完全替代，因为应用心跳需要判断一些业务状态，而不仅仅是链路断开与否。另外，还需要注意keepalive时间值修改是全局有效的，不仅仅客户端自己，所有平台上的Socket应用都会收到影响。

在Linux上设置位置在

/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time 每次确认包发送的间隔时间
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl 每次确认最多重发次数
/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes 重试间隔

7）OOBINLINE

紧急数据被立即发送，接收端收到通知后也先于其他数据处理。在发送紧急数据时，如果必要（？）任何当前Buffer内的数据都会被先flush。接收端如何处理这个数据存在一些模糊。有的平台和API把它和平常数据分开处理，然后大多数解决方案是把它放到普通数据队列，让应用自己去从队列中获取处理。

缺省条件下，java倾向于忽略。如果想伴随平常数据接收，需要setOOBInline(true)，这样任何紧急数据达到使，将像普通数据一样被放置到inputstream。Java不区分是否紧急数据，仅是高知底层实现。

8）SO_REUSEADDR

当socket被关闭时，它不会立即释放本地地址，因为此时非常有可能网络连接还在打开状态，而是等上那么一小会，确保收下仍在网络中传输的数据包。而底层系统对数据包不做任何处理，仅仅保证没有其他socket邦定到这个地址，以免发生数据错乱。

如果服务端口是个随机的端口，这不是一个问题，然而对于像23这样著名端口，因为他阻止了其他socket使用这个端口。（有什么问题吗？）如果设置开启这个选项，在数据对于前面socket已经无效的条件下重用端口。

需要注意此选项必须在邦定具体端口端口之前设置，否则无效。

服务设置

针对一些不同的Internet服务设置不同的服务级别是一种有效的Internet资源利用和服务体现。例如视频/音频服务需要高带宽、低延时，但允许少量丢包，而email等对贷款和延时不太关注，主要在合理的时间传输到就无伤大雅。这和分布式CAP理论一样，满足所有美好特性的服务很难达成，一是资源部允许，而是没有必要。

TCP定义了四种服务类型，但这些不一定在所有路由器等网络设备和本地TCP栈支持,这些设置仅是给底层实现一个提示

1）低成本，0x02

2）高可靠性，0x04

3）最大吞吐量，0x08

4）最小延时，0x10

这四种服务可以组合设置，通过位或运算设置：

public void setTrafficClass(int trafficClass) throws SocketException

比如我们设置视频服务的设置s.setTrafficClass(0x08 | 0x10);

在Java5之后增加了一个不同方法设置这些服务偏好：

public void setPerformancePreferences(int connectionTime, int latency, int bandwidth)

这个方法用数值表达在连接时间、延时、贷款一个偏好。如setPerformancePreferences（1，101，2），表示最看重latency,其次bandwidth，最不关注的是connectionTime。