为什么会有timeout

百度了一下timeout的字面意思，就是简单的“超时”，那么timeout为什么跟我们编程息息相关，我没有找到timeout的最初的出处，但是我自己想了一下，这个应该是跟tcp/ip协议一起出现的，timeout应该是伴随着io出现的，io又分为网络io和磁盘io，当时我们不太关注磁盘io，主要关注的是网络io，所以我感觉是跟tcp/ip协议一起出现的，这个具体还要在查一下。如果网络交互没有timeout会出现一个什么情况？我不知道对端是否存活，那么有人说了我可以通过heartbeat来保持长连接，那么问题又来了，心跳间隔要设置多长？心跳间隔设置了我怎么来确定是否有心跳过来，那么就涉及到了Read心跳包，Read心跳包又回到了最初的问题，如果我们不设置timeout会有啥结果？

不设置timeout的危害

如果我们不设置timeout会有什么影响呢？

例子1：以前在做长连接push服务的时候遇到了一个问题，就是一台服务器的长连接服务的内存在承载了100w连接的时候内存使用非常高，当时是用golang语言开发的，每条连接会有两个goroutine(读和写)来维护长连接的交互，每个goroutine占用4KB(golang1.4以后已经变为2KB，轻量的goroutine+channel是golang语言适合并发开发的优势)的大小，那么我们可以估算一下不到4G的内存使用，加上其他的一些信息总共不应该超过5G，但是当时的内存使用都是10多G，一直比较纳闷，好在golang有比较好的runtime的pprof的监测，能够很容易的dump出来整个goroutine的运行情况(类似于java的jstack)，当拿到这些信息的时候，通过分析看到有很多的goroutine停留在socket的read上，而且是刚刚建立连接，等到握手信息的read上边，由于golang的并发比较简单，我们对于read采用了阻塞read，看到这个异常以后就开始检查代码，发现read的时候没有设置timeout，如果没有设置read会有什么结果呢，这个等待read的goroutine就会一直在阻塞read(一直到操作系统层面的tcp超时，一般默认是两个小时)，那么就造成了goroutine（java里边可能是thread）的泄露，从而造成了内存泄露，也就能理解为什么内存过高了。找到问题修改代码，只加了一行代码就解决了这个问题。

例子2：我们的线上系统，经常会遇到一个错误，就是redis获取连接超时，遇到这种问题，很多人就来找我说是不是redis挂了，我看到这个问题一般的反应：

• 在使用redis的时候取到连接用完没有放回，这也是一种连接泄露的情况
• 还有在并发很高，连接池的连接设置的比较小，不够用了，比如你的redis的连接设置的是10条，每个redis的请求是10ms，那么1s最多能够完成1000个请求，所以当你的qps超过1000的时候会出现什么情况？就是刚才提到的获取连接超时。
• 还有一种情况是redis的卡顿(redis是单线程工作的，所以决定它的一些应用场景，具体可以自己网上查看相应的资料，或者有兴趣下来再单独沟通redis的问题)，redis的卡顿会导致所有的请求都会耗时比较高，那么也会遇到获取连接超时的问题。 重点要说的是最后一种情况，我们假设最后一种情况我们没有设置超时时间，那么会有一个什么样的结果，所有的连接都在等待redis的响应结果，所有的业务线程都在等待redis的连接，那么请求越堆积越多，一种是造成整个系统的雪崩，一种是如果没有控制好thread的数量，thread会一直增加最后导致oom。

例子3：商户中心auth模块，出现过两次获取mysql连接超时，当时看到以后由于影响比较大，直接重启服务，然后开始追查问题，首先是检查mysql的慢日志，发现没有慢日志，然后检查mysql事务里边除了mysql的操作，还有没有其他的阻塞操作，发现很多的redis的操作，而且redis的value比较大，操作比较复杂，而且当时redis没有设置超时时间，第一反应就是redis的阻塞导致了mysql的事务的阻塞，从而导致了连接不够用。商户中心改掉了redis的处理，增加了超时时间，结果没过几天又出现了，这次出现问题以后，直接先jstack了一份信息，然后重启恢复，分析jstack的信息，发现一个奇怪的现象，很多的线程都在等着写文件的锁。分析代码，发现一个问题，就是mybatis开启了debug模式，有大量的mysql日志输出，而且是输出到了console，默认的docker容器的console就是linux操作系统的messages文件，由于写的数量巨大，导致了磁盘io的卡顿，从而导致了mysql事务的阻塞，从而获取连接失败，那么找到问题，修改就是改个配置的事情，把mybatis的debug关闭。从这个问题我们看到的是磁盘io的问题，磁盘io的问题遇到的很少不过也会遇到，这种情况我们应该如何避免呢？

• debug日志慎用
• 不要乱输出日志，输出有用日志
• 学会使用异步日志(掌握的情况下可以使用，必然会出现比同步日志更恶化的情况，还可能出现丢日志)

如何更好的设置自己的timeout

如何设置好timeout，这个题目比较大，我大概结合着自己的经验提供一些参考，当时我不是说这个请求就是设置多少s，或者多少ms，这个是没有意义的，也不能拍着脑袋说。

• 中间件+存储的timeout涉及，除了mysql其他的都还好，可以根据系统的运行情况来调整，mysql的相对比较麻烦，我们能设置的就是获取连接的超时时间，那么设置多长时间合适呢？这个一般来说都是10s，当然这个需要根据整个系统的吞吐和连接池的大小来做相应的设置。
• 业务超时，grpc+http的，grpc一般都是内部服务的请求，那么我们也需要根据系统的吞吐和业务的情况来做相应的调整，比如现在绝大部分设置的grpc的timeout都是30s，大部分情况下是满足需求的，但是也有风险，就是刚才提到的thread泄露，导致系统的oom，所以说整个设计需要根据系统的情况来做调整
• 请求第三方的接口的超时，我们一般请求第三方都是http的接口请求，那么http的超时设计也会涉及到第三方系统的一个性能的情况，这种一般都需要自己根据系统运行情况来做统计分析，最后得出一个比较合理的值，那么如果不设计timeout会出现什么情况？必然是thread泄露，从而导致oom或者整个系统hang住，我们老的微信餐厅，就是因为请求支付宝和微信没有设置timeout导致tomcat的线程数打满，从而导致整个系统hang住，服务不可用。

总结一下：有io的地方就必须有timeout，这个可以当成是一个编程的惯例或者一个规则。好的timeout的设计可以使系统更加的健壮，对用户更加的优雅。timeout其实也是对系统的一种熔断降级。