Feign配置参数connectTimeout解析
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最近工作上面的项目使用了 Spring Cloud，RPC 的客户端是 FeignClient，经常遇到超时问题，于是请教了同事，同事告诉我使用如下配置即可防止超时时间太短而导致报错：
[
](javascript:void(0); "复制代码")
feign:
client:
config:
default:
connectTimeout: 连接超时时间
readTimeout: 读取超时时间
[](javascript:void(0); "复制代码")
ok，超时问题解决，一切正常，本文结束，再见。。。。。。。。。啊不对，大家发现什么地方不正常了吗？
这个 connectTimeout，好奇怪啊！
首先，readTimeout 很好理解，就是对 socket 设置 nonblock 选项，然后在 read 的时候判断这个操作究竟花了多少时间，如果超过给定的时间就抛出异常或者返回已经读取到的数据；
但是这个 connectTimeout？？？connect 函数原型：
可以看到，参数只有 socket、address、address_len，和 timeout 没有半毛钱关系，那这个 timeout 究竟是怎么来的？
不如通过 FeignClient 源代码分析一下这个参数究竟有什么用。我们首先通过参数找到它的引用位置：
得益于 IDEA 的强大功能，它帮我们定位到参数是在这里使用的：
可以看出这是一个配置集合，我们在它附近找到 connectTimeout 参数：
可以推断出，当框架启动后，会将 application.yml 中的配置集合加载到 FeignClientConfiguration 对象当中，其中这个配置对象当中的 connectionTimeout 变量就是文件中指定的超时时间。
那么接下来的动作其实很好猜，这个参数肯定会在发送 HTTP 请求的时候设置到 connection 对象当中。现在我们要做的就是看这个参数具体是怎么传递的，并且传递到什么地方了。
我们先观察这个变量，发现它是一个私有变量，并且属于 FeignClientConfiguration，所以我们推断外部对象读取这个变量时肯定是通过 getter 来进行访问的，我们通过交叉引用，找到 getConnectTimeout() 的调用者，总共有两条：
其中第一条是用来初始化 builder 的，我们并不感兴趣，第二条这个 Request 和发送请求有点关系，所以我们从这里开始着手。
可以看出 Request 对象中也有一个变量，叫做 connectionTimeoutMillis，存放也是刚才那个变量的值（一个变量要存放这么多地方吗，搁这儿套娃呢）：
我们找到这个变量的使用位置（有多个，在这里我只列出了我们感兴趣的位置）：
这个 convertAndSend 函数也大有来头，这里开个坑，下次分析下这一块 Feign RPC 服务发现、调用的流程（感觉是个巨坑，内容有点多）。
总之和我们的猜想一样，这个 connection 对象会使用 connectionTimeout 参数。根据经验，这个东西多半是 Java 里面自带的私货，为了方便开发人员，在普通的 socket 上面封装了这种功能。
因为普通的 socket 编程其实是既没有 readTimeout，更没有 connectionTimeout，很多服务端所谓的 readTimeout 其实都是一个 epoll 模型管理 socket 事件，然后通过一个后台线程检查所有客户端 socket 上一次读取到数据的时间，如果超过某个阈值，就会主动关闭这个连接，把客户端踢下线，有时候甚至没有后台线程，就是这个 epoll 线程本身在处理事件之前，检查上一次读取到数据的时间。
我们继续我们的分析流程， 首先我们注意到这是一个 HttpUrlConnection，所以我们找到这个类，并且根据常识，我们判断它连接远端主机时调用的是 connect 函数，所以我们直接定位到这个函数好了：
我们继续跟进 plainConnect()，发现它进行了检查，最后调用的是 plainConnect0()， 所以我们继续跟进 plainConnect0() 好了：
这里的代码比较多，就不贴图了，简单说明下它的流程：
-
检查缓存中是否有 url 对应的连接，如果有就直接使用
-
检查 proxy 设定，如果设定了使用 proxy，则使用 proxy 产生连接，否则直连目标。
其中连接是在此产生的：
我们一直跟进 getNewHttpClient（位于 sun.net.www.protocol.http.HttpURLConnection），可以发现它创建了一个 HttpClient 对象：
在这里，它：
-
设置了 connectTimeout 时间
-
打开了连接（吐槽下 openServer 这个名字，让人感觉像是服务端的感觉啊，真是取名鬼才）
我们继续跟进会发现它调用了 doConnect() 函数，其中最重要的是拿到 socket 对象后进行 connect，它是带 connectionTimeout 的：
这个 connect 已经是 Java 的 socket 封装了（引用的 java.net.Socket）到这里我们的问题已经转变为：
java.net.Socket 的 connectionTimeout 是怎么实现的？说实话，要不是这次看代码，以前我一直不知道 java 的 Socket 竟然有 connectionTimeout 这种参数。
我们继续从 java.net.Socket 开始，看下这个 connectionTimeout 是如何使用的。
我们找到函数：
public void connect(SocketAddress endpoint, int timeout) throws IOException
这个函数最关键的地方：
它调用了 impl 的 connect，这个 impl 是一个 SocketImpl 类型的变量，这难道就是传说中的委派模式？
具体我们应该看哪个实现呢？第三个是一个 socks socket，肯定不是我们要找的。
那我们用的要么是个 HttpConnectSocketImpl，要么是个从 AbstractPlainSocketImpl。在这里我们更倾向于它是一个 AbstractPlainSocketImpl，因为我们这个 Socket 对象是从一个 HttpUrlConnection 调用过来的，本身符合分层设计的思想，即：应用层 -> 协议层 -> 传输层；但是如果从 HttpUrlConnection 调用 Socket 对象，然后又调用回一个 HttpConnectSocketImpl，从传输层又回到了协议层，显然不符合逻辑。综上所述，调用的应该是 AbstractPlainSocketImpl 中的 connect。
我们从 AbstractPlainSocketImpl 继续分析：
调用链路是：AbstractPlainSocketImpl.connect -> connectToAddress -> doConnect -> socketConnect，如下图：
AbstractPlainSocketImpl.connect 调用 connectToAddress：
connectToAddress 调用 doConnect：
doConnect 调用 socketConnect：
看这个 socketConnect 的声明：
这是一个 native 函数，说明 socket 的连接超时功能不是在 java 实现的，是在 jre 的 native 库中实现的，只能去看 jvm 的源代码了。
我们找到 jvm 里面实现这一部分 native 函数的代码：
http://hg.openjdk.java.net/jdk8/jdk8/jdk/file/tip/src/solaris/native/java/net/PlainSocketImpl.c
第 255 行是函数体的开始，但是我们关心的部分实际上在第 356 行：
[](javascript:void(0); "复制代码")
} else {
/*
* A timeout was specified. We put the socket into non-blocking
* mode, connect, and then wait for the connection to be
* established, fail, or timeout.
*/
SET_NONBLOCKING(fd);//###1
/* no need to use NET_Connect as non-blocking */
connect_rv = connect(fd, (struct sockaddr *)&him, len);
/* connection not established immediately */
if (connect_rv != 0) {
int optlen;
jlong prevTime = JVM_CurrentTimeMillis(env, 0);
....../*
* Wait for the connection to be established or a
* timeout occurs. poll/select needs to handle EINTR in
* case lwp sig handler redirects any process signals to
* this thread.
*/
while (1) {
jlong newTime;
#ifndef USE_SELECT
{
struct pollfd pfd;
pfd.fd = fd;
pfd.events = POLLOUT;
errno = 0;
connect_rv = NET_Poll(&pfd, 1, timeout);//###2
}
#else
{
fd_set wr, ex;
struct timeval t;
t.tv_sec = timeout / 1000;
t.tv_usec = (timeout % 1000) * 1000;
FD_ZERO(&wr);
FD_SET(fd, &wr);
FD_ZERO(&ex);
FD_SET(fd, &ex);
errno = 0;
connect_rv = NET_Select(fd+1, 0, &wr, &ex, &t);//###2
}
#endif
if (connect_rv >= 0) {
break;
}
if (errno != EINTR) {
break;
}
/*
* The poll was interrupted so adjust timeout and
* restart
*/
newTime = JVM_CurrentTimeMillis(env, 0);
timeout -= (newTime - prevTime);//###3
if (timeout <= 0) {
connect_rv = 0;
break;
}
prevTime = newTime;
} /* while */
if (connect_rv == 0) {
JNU_ThrowByName(env, JNU_JAVANETPKG "SocketTimeoutException",
"connect timed out");//###4
/*
* Timeout out but connection may still be established.
* At the high level it should be closed immediately but
* just in case we make the socket blocking again and
* shutdown input & output.
*/
SET_BLOCKING(fd);
JVM_SocketShutdown(fd, 2);
return;
}
[](javascript:void(0); "复制代码")
代码中重要的部分已经用 ### 标出，并且标上了红色：
1: 这一步将 socket 设置为 non-blocking 的。ps：这里算是涨姿势了，以前只知道设置 non-blocking 可以让 read 变成异步的，然后扔给 epoll 托管，没想到对 connect 函数也管用。
2: 这个就是不断的 poll，看是否已经连接上，为什么这里有两个轮询的 poll 函数？请注意 #ifndef，在 jvm 编译的时候应该可以通过宏来决定使用哪个 poll 函数，也就是说真正编译好的代码中，只会有一个 poll 函数了
3: 每次轮询完毕后，从 timeout 中扣掉这次轮询用的时间，如果 timeout 小于等于 0，说明 timeout 用完了，此时应该退出轮询循环。
4: 这个就是大家熟悉的报错了，如果 timeout 时间过去了，还没能连接上，这个函数会在 jvm 内引发一个 SocketTimeoutException，让用户的 java 代码得到通知并进行处理。
从这里我们可以大致猜测这个 connect 的工作流程和 connectTimeout 的使用情况：
- 我们设置了 connectTimeout
- 这个参数被 FeignClient 读取到配置
- RPC 调用时，feign 产生一个 HttpUrlConnection，使用这个参数
- HttpUrlConnection 会产生一个 socket 连接，用于发送 / 读取数据
- Socket 连接调用 native 函数 socketConnect 产生连接（其实 java 的 Socket 就是对 socket 的一个封装，推测在 windows 应该就是对 WSOCK 的一个封装）
- native 函数对 socket 设置为异步模式，然后调用 connect，最后根据 connectionTimeout 进行轮询，如果超时则抛出异常，否则成功
