socket连接数受端口号的限制?谬论

初学网络的同学对 socket 可能会有误解：

服务器能接受的最大连接数跟端口的个数 65536 有关系！

为什么会有这样的误会？

服务器端的程序无非是这样的：

socket();      //创建socket
bind();        //绑定IP和端口号
listen();      //设置监听队列
fd = accept(); //建立TCP连接

socket 绑定的端口号用于监听客户端的连接使用，所以在写客户端代码的时候，每次都是向指定的端口号发起连接，这个端口号一定是服务器绑定的端口号。

accept 相当于是在服务器和客户端之间建立了一个「专属通道」。很多同学会错误地理解成：执行 accept 的时候，服务器会挑一个空闲的端口，和客户端建立连接。

其实，这样理解并不对。

端口

怎么理解端口？

我们平时说的端口一般都是指逻辑端口，比如浏览器用的 80 端口，FTP 工具用的 21 端口。由于网络工具众多，于是对网络端口做了编号，从 0 到 65535。

其中 0 - 1023 是公认的端口号，就是已经被一些知名的软件给占用了。留给我们程序里面使用的是 1024 - 65535。

accept 并没有占用新的端口

为了更好地理解，我们写个程序验证下。

test_server.c

socket();
bind();
listen();
while (1)
{
    accept();
    pthread_create();
}

最简单的一种并发服务器，为每个客户端启动一个线程。

运行后查看端口的使用情况：

此时服务器进程只占用了 8000 端口用于监听。

启动两个客户端，向服务器发起请求：

图上显示已经很清楚了。

一个连接来自 114.67.xxx.140 的 50544 端口；

一个连接来自 106.14.xxx.205 的 57310 端口。

但是对于服务器本身来说，一直都是用 8000 这个端口跟客户端建立连接。

所以，端口的个数跟服务器的并发数没有直接关系。并不会因为端口满了，就不能处理客户端的连接请求。

socket通过绑定操作占领 8000 端口，接下来其他程序将不能使用 8000 端口。一旦 8000 端口收到数据，系统都会转发给该程序，所以不会出现微信好友发送的数据，被QQ给收到了。可以简单地理解成，操作系统通过端口号，把不同的应用程序区分开。

那 accept 建立的新的连接怎么理解？如果没有新增端口，服务器怎么区分不同的客户端？

socket 建立的 TCP 连接包含了两个信息，一个是源 IP 和端口，就是数据来自哪里，一个是目的IP和端口，就是把数据发送到哪。

虽然他们用的都是 8000 端口，但是socket可以根据源 IP 和端口号区分出不同的连接，在Linux里面，就是对应不同的文件描述符。所以不用担心数据会乱掉。

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服务器的并发数量受什么限制？

硬件

比如服务器的核数、内存大小等等，核数越多，内存越大，当然能处理的连接也就越多。

系统资源

比如文件数量，这直接决定了系统最多支持多少个文件描述符，一旦超过，将无法继续接受客户端的连接。

程序结构

能够支持并发的服务器，可以选择的模型有很多，比如多线程、select、epoll + 单线程、epoll + 多线程等等。实际上，由于线程会占用内核资源，所以它并不算一个好的解决方案，select 或者 epoll 更受欢迎。

总的来说，要想实现高并发模型，需要多核的服务器，具备超大内存，调整系统参数（比如ulimit、nf_conntrack等等），最后还要针对项目需求写出合适的软件结构。只有软硬件配合起来，才能处理更多的连接请求。