【转】Java.io.IOException：打开文件过多异常

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问题描述
以下两个堆栈跟踪指示同一个问题并报告相同的消息：打开的文件过多丅

异常 1

java.net.SocketException: Too many open files

at java.net.PlainSocketImpl.accept(Compiled Code)
at java.net.ServerSocket.implAccept(Compiled Code)
at java.net.ServerSocket.accept(Compiled Code)
at weblogic.t3.srvr.ListenThread.run(Compiled Code)

异常 2

java.io.IOException：打开的文件过多

at java.lang.UNIXProcess.forkAndExec(Native Method)
at java.lang.UNIXProcess.(UNIXProcess.java:54)
at java.lang.UNIXProcess.forkAndExec(Native Method)
at java.lang.UNIXProcess.(UNIXProcess.java:54)
at java.lang.Runtime.execInternal(Native Method)
at java.lang.Runtime.exec(Runtime.java:551)
at java.lang.Runtime.exec(Runtime.java:477)
at java.lang.Runtime.exec(Runtime.java:443)

...

第一个异常在错误影响到基础 TCP 协议时抛出，而第二个异常则在错误影响到 I/O 操作时抛出。
这两个异常都是由阻止服务器的类似问题所产生的，该问题可通过下面的研究方法来解决。

故障排除
请注意，并非下面所有任务都需要完成。有些问题仅通过执行几项任务就可以解决。

快速链接：

为什么发生此问题？

这些异常指出操作系统 (OS) 资源问题和操作系统与 JVM 进程用完文件描述符的原因（请参阅什么是文件描述符？）

在几个并发用户连接到服务器之后通常会发生此问题。Java 打开许多文件，以便读取运行应用程序所必需的类。大量应用程序会使用许多文件描述符，这会导致缺乏新的文件描述符。同样，每个新的套接字都需要一个描述符。客户端和服务器通过 TCP 套接字进行通信。在与服务器建立连接时，每个浏览器的 http 请求都使用 TCP 套接字。

一定要首先监视文件描述符并了解这些诊断方法如何告知您有关打开文件的状态和其它潜在问题。在针对操作系统逐步执行此故障排除部分之后，可能有必要增加文件描述符的数量（请参阅文件描述符和设置）

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监视文件描述符

解决方法指导原则
下面是一般指导原则和考虑事项：

确定文件描述符的总数是否太少或者某些文件描述符是否未被正确释放。

这可以通过以下方法来诊断：在不同的时期检查文件描述符的总数，确定此数量是有所减少还是一直增加。

如果此数量有所减少，则应当增加文件描述符的最大数量，以防止该问题再次发生（如何在不同平台上定义文件描述符的数量）。

此变化可以和减少连接在断开之前保持 TIME_WAIT 状态的时间结合起来（如何以及何时发布文件描述符？）。在繁忙的服务器上，缺省值（240 秒）会延迟其它连接企图，从而将限制最大连接数量。

如果此数量一直增加，则应当确定某些描述符的处理时间是否过长（文件没有正确地关闭 - 如何以及何时发布文件描述符？）以及所创建的文件是否过多（例如，驱动程序库一直为每个新的 JDBC 连接加载文件）。

加载 jar 文件还可能减少所使用的文件描述符的数量。每个 jar 文件都使用一个描述符，即使每个单独加载的单一类都将使用一个描述符时也是如此。

您可以使用下列指导原则来监视和诊断所有描述符如何由一个进程使用（这取决于您的操作系统）：

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检查打开的文件

Unix 平台
在诸多工具中，lsof (L iS t O pen F iles) Unix 管理工具（适用于 Solaris、Tru64、HP-UX、Linux 和 AIX）显示有关打开文件和网络文件描述符的信息，包括它们的类型、大小和 i-节点。

对于特定的进程，其语法如下所示：

lsof -p <进程的 pid>

示例 1

以下命令在 Solaris 2.7 启动 WLS 8.1SP1 后立即执行。它表明运行服务器的 Java 进程 (pid 390) 分配了 84 个文件描述符，此数量远小于文件描述符缺省的硬极限。

$ lsof -p 390 | wc -l
84

在异常出现之后可以执行此命令，以确保此 Java 进程达到了打开文件的最大数量。这将确认该进程缺乏文件描述符。

然后，您可以运行 $ lsof -p <pid> 并将输出结果重定向到某个文件以检查打开的每个文件。如果某个应当关闭的文件却出现在列表中，您可以探查此文件以前没有按照预期方式关闭的原因。

下面是 lsof 的输出结果片断：

COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
java 29733 usera cwd VDIR 176,22 4096 4300274 /home/usera/810/user_projects/mydomain
java 29733 usera txt VREG 176,22 36396 6642305 /home/usera/810/jdk141_02/bin/java
java 29733 usera txt VREG 176,22 1251192 10818087 /home/usera/810/user_projects/mydomain/myserver/.wlnotdelete/extract/myserver_uddi_uddi/
jarfiles/_wl_cls_gen.jar
java 29733 usera txt VREG 176,22 511935 10074851 /home/usera/810/user_projects/mydomain/myserver/.wlnotdelete/extract/myserver_uddi_uddi/
jarfiles/WEB-INF/lib/jsse39153.jar
java 29733 usera txt VREG 176,22 2305960 6000676 /home/usera/810/user_projects/mydomain/myserver/.internal/uddi.war
java 29733 usera txt VREG 176,22 1227013 1385413 /home/usera/810/weblogic81/common/eval/pointbase/lib/pbserver44.jar
java 29733 usera txt VREG 176,22 653661 69379 /home/usera/810/weblogic81/server/lib/ant/
optional.jar

lsof .h 显示所有可能的语法和选项。此程序的最新版本可在以下网址中找到：http://ftp.cerias.purdue.edu/pub/tools/unix/sysutils/lsof/ 。

文件描述符将用于每个套接字连接，lsof 还可以显示套接字的类型（TCP 或 UDP）以及监听地址和端口（位于名称列中）。

示例 2

COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
in.telnet 29705 root 2u inet 0x30002808fd8 0t76 TCP aaaaabbbb:telnet->abcdef.bea.com:3886
(ESTABLISHED)

在 HP 上，您还可以使用性能监视工具 Glance （可从 http://www.hp.com/ 获得）来分析在运行 WebLogic Server 时所打开文件的总数。

如果您没有 lsof ，则还可以在 /proc/<pid>/fd 中查看某个进程的所有文件描述符，每个文件描述符都驻留在此目录中。

Windows 平台

Handle
在 WinNT 或 Windows 2000 上，命令行工具 handle 报告有关引用所打开文件的句柄的信息，如下例所示。此工具可用于特定进程，
它可从以下网址获得：http://www.sysinternals.com/ntw2k/freeware/handle.shtml 。

C:/tmp>ps -ef | grep java
usera 1656 1428 0 10:11:41 CONIN$ 0:46 c:/Releases/WLS8.2/JDK141~1/bin/java -client -Xms32m -Xmx200m -XX:MaxPermSize=128m -Xverify:none -Dweblogic.Name=myserver -Dweblogic.ProductionModeEnabled= -Djava.security.policy="c:/Releases/WLS8.2/WEBLOG~1/server/lib/weblogic.policy" weblogic.Server

C:/tmp>handle -p java

Handle v2.10
Copyright (C) 1997-2003 Mark Russinovich
Sysinternals - www.sysinternals.com

------------------------------------------------------------------------------
java.exe pid: 1656 ABCDEF/usera
18: File C:/Releases/WLS8.2/user_projects/domains/mydomain
170: File C:/Releases/WLS8.2/jdk141_05/jre/lib/rt.jar
178: File C:/Releases/WLS8.2/jdk141_05/jre/lib/sunrsasign.jar
180: File C:/Releases/WLS8.2/jdk141_05/jre/lib/jsse.jar
188: File C:/Releases/WLS8.2/jdk141_05/jre/lib/jce.jar
190: File C:/Releases/WLS8.2/jdk141_05/jre/lib/charsets.jar
328: File C:/Releases/WLS8.2/jdk141_05/jre/lib/ext/dnsns.jar
330: File C:/Releases/WLS8.2/jdk141_05/jre/lib/ext/ldapsec.jar
338: File C:/Releases/WLS8.2/jdk141_05/jre/lib/ext/localedata.jar
340: File C:/Releases/WLS8.2/jdk141_05/jre/lib/ext/sunjce_provider.jar
348: File C:/Releases/WLS8.2/jdk141_05/lib/tools.jar
350: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/weblogic.jar
358: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/jconn2.jar
360: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/ojdbc14.jar
368: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/xmlx.jar
370: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/webservices.jar
378: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/wlcipher.jar
3e0: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/ant/ant.jar
3e8: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/EccpressoJcae.jar
3f0: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/EccpressoCore.jar
3f8: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/EccpressoAsn1.jar
400: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/jConnect.jar
408: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/ant/optional.jar
410: File C:/Releases/WLS8.2/weblogic81/server/lib/ant/jakarta-oro-2.0.7.jar
….
C:/tmp>handle -p java | wc -l
65

这表明在 Windows 上运行 WLS 8.1SP2 时使用了 65 个文件句柄。

Process Explorer
Process Explorer 是另一个 Windows 工具，它是用来监视文件句柄的更高级实用程序。它具有 GUI 界面并显示有关正在运行的每个进程的更多信息。您可以使用此程序来搜索特殊句柄。它可从以下网址获得：http://www.sysinternals.com/ntw2k/freeware/procexp.shtml 。下面是示例输出的屏幕快照：

这表明运行 WLS 的 Java 进程使用 884 个句柄，但只有少数（65 个）句柄引用打开的文件。

通过使用上述任一工具，您可以确定应当关闭的文件是否仍处于打开状态。接着，您应当按照下面说明的方式检查如何关闭文件以及如何释放它的文件描述符。

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如何以及何时发布文件描述符？
文件描述符是在文件关闭或进程终止时被淘汰的。如果 close() 系统调用没有返回失败代码，则为将来要分配文件描述符的 open() 调用提供相关的文件描述符。当与某个打开文件的描述相关联的所有文件描述符已经关闭时，该打开文件的描述会被释放。

您不应当依赖垃圾回收和对象终止功能来释放非 Java 资源（如文件描述符）。这就是为什么应当使用 close() 调用以及在出现错误时处理其输出结果的原因。

已关闭的套接字传输到 TIME_WAIT 以确保所有的数据在连接期间被传输，最终确认 (ACK) 应当终止数据传输，此状态会延迟释放分配给该套接字的文件描述符。在 Unix 系统上，此 TIME_WAIT 期间的持续时间在名为 tcp_time_wait _interval 的内核参数中定义。在 Windows NT、Windows 2000 和 Windows XP 上，此期间在注册表中名为 HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Services/Tcpip/Parameters 的系统项中定义为 TcpTimedWaitDelay 。

下面的 URL 提供关于 Unix 内核参数的详细说明： http://www.unixadm.net/networking/tune.html

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已知的 WebLogic Server 问题

增加文件描述符的数量通常将能够解决这种问题，但是您还将需要确保 WebLogic Server 作为一种应用程序不使用过多的文件，还要确保打开的文件能够正确关闭，以便释放文件描述符。

报告给 BEA 客户支持部门的所有问题都与缺少文件描述符或者描述符表溢出有关。此问题总是在操作系统通知 Java 进程不能分配新文件描述符时发生。在这种情况下，您需要增加 fd 的数量。

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文件描述符和设置

什么是文件描述符？
文件描述符是由无符号整数表示的句柄，进程使用它来标识打开的文件。文件描述符与包括相关信息（如文件的打开模式、文件的位置类型、文件的初始类型等）的文件对象相关联，这些信息被称作文件的上下文 。

如何创建文件描述符？
进程获取文件描述符最常见的方法是通过本机子例程 open 或 create 获取或者通过从父进程继承。后一种方法允许子进程同样能够访问由父进程使用的文件。文件描述符对于每个进程一般是唯一的。当用 fork 子例程创建某个子进程时，该子进程会获得其父进程所有文件描述符的副本，这些文件描述符在执行 fork 时打开。在由 fcntl、dup 和 dup2 子例程复制或拷贝某个进程时，会发生同样的复制过程。

第二个异常在 JVM 进程缺乏文件描述符时出现（尽管在执行 forkAndExec() 子例程时丆需要新的文件描述符来复制父进程的文件描述符）。对于每个进程，操作系统内核在 u_block 结构中维护文件描述符表，所有的文件描述符都在该表中建立索引。

如何在不同平台上定义文件描述符的数量
文件描述符极限以及可分配给进程的最大大小由资源限制来定义。这些值应当按照在 WebLogic Server 文档中建议的、特定于操作系统的文件描述符值来设置：

对于 WLS 8.1：调整硬件、操作系统和网络性能
对于 WLS 7.0：调整硬件、操作系统和网络性能
对于 WLS 6.1：调整硬件、操作系统和网络性能

Unix 和 Linux 都有文件描述符。不过，二者的主要区别在于如何设置文件描述符的硬极限值、缺省值和配置过程。

Solaris
/usr/bin/ulimit 实用程序定义允许单个进程使用的文件描述符的数量。它的最大值在 rlim_fd_max 中定义，在缺省情况下，它设置为 65,536。只有 root 用户才能修改这些内核值。

Linux
管理用户可以在 etc/security/limits.conf 配置文件中设置他们的文件描述符极限，如下例所示。

soft nofile 1024
hard nofile 4096

系统级文件描述符极限还可以通过将以下三行添加到 /etc/rc.d/rc.local 启动脚本中来设置：

# Increase system-wide file descriptor limit.
echo 4096 > /proc/sys/fs/file-max
echo 16384 > /proc/sys/fs/inode-max

Windows
在 Windows 操作系统上，文件描述符被称作文件句柄。在 Windows 2000 服务器上，打开文件的句柄极限设置为 16,384。此数量可以在任务管理器的性能摘要中监视。

HP-UX
nfile 定义打开文件的最大数量。此值通常由以下公式来确定：((NPROC*2)+1000) ，其中 NPROC 通常为：((MAXUSERS*5)+64) 。如果 MAXUSERS 等于 400，则经过计算得到此值为 5128。通常可以将此值设高一些。maxfiles 是每个进程的软文件极限，maxfiles_lim 是每个进程的硬文件极限。

AIX
文件描述符极限在 /etc/security/limits 文件中设置，它的缺省值是 2000。此极限可以通过 ulimit 命令或 setrlimit 子例程来更改。最大大小由 OPEN_MAX 常数来定义。