java.net.SocketTimeoutException: Read timed out，tcp连接心跳[TCP Keep-Alive]，socket模拟http

logger.info("接口开始");con.setConnectTimeout(5000);//建立连接的超时时间，单位毫秒con.setReadTimeout(3 * 60 * 60 * 1000); //接口最长处理3小时// 开启连接con.connect();//请求参数if (params != null && params.length() > 0) {os = con.getOutputStream();os.write(params.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));os.flush();}//响应logger.info("接口结果：" + con.getResponseCode()); // 这里抛出异常 java.net.SocketTimeoutException: Read timed out

读超时con.setReadTimeout(3 * 60 * 60 * 1000);已设置为3小时。

日志

2023-06-02 05:16:44.341 logback [main] INFOcom.ustc.transfer.TransferService - 接口开始2023-06-02 08:16:44.389 logback [main] ERROR com.ustc.transfer.TransferService - Read timed outjava.net.SocketTimeoutException: Read timed outat java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)at java.net.SocketInputStream.socketRead(SocketInputStream.java:116)at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:171)at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:141)at java.io.BufferedInputStream.fill(BufferedInputStream.java:246)at java.io.BufferedInputStream.read1(BufferedInputStream.java:286)at java.io.BufferedInputStream.read(BufferedInputStream.java:345)at sun.net.www.http.HttpClient.parseHTTPHeader(HttpClient.java:735)at sun.net.www.http.HttpClient.parseHTTP(HttpClient.java:678)at sun.net.www.protocol.http.HttpURLConnection.getInputStream0(HttpURLConnection.java:1607)at sun.net.www.protocol.http.HttpURLConnection.getInputStream(HttpURLConnection.java:1512)at java.net.HttpURLConnection.getResponseCode(HttpURLConnection.java:480)at com.ustc.transfer.TransferService.sendPost(TransferService.java:489)

日志发现 等待了 3小时，抛出了异常

经过排查，是因为 后端防火墙，连接空闲20分钟，连接就会被丢弃。

解决办法是，使用 socket.setKeepAlive(true);
注意HttpURLConnection的connection.setRequestProperty(“Connection”, “keep-alive”);是不能达到到效果的，这个作用是是复用连接。

注意与HTTP中请求头”Connection: keep-alive“的区别

socket.setKeepAlive(true)这个参数与TCP KeepAliveTime参数配合使用，默认2小时，空闲2小时的连接发送一次心跳防止连接被杀掉。

我这里的场景是，这个接口后台要处理3小时左右，而后端防火墙会丢弃空闲20分钟的连接。

客户端是windows系统，TCP KeepAliveTime默认是连接空闲2小时才发送一次[TCP Keep-Alive]报文。根据我的实际情况改成15分钟。

在 cmd 中输入regedit 打开注册表，复制下面的路径回车

计算机\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters

右键Parameters > 新建 > DWORD（32位）> KeepAliveTime > 右键修改

修改后，需要重启电脑，这样连接空闲15分钟后，就会发送一次[TCP Keep-Alive]报文。

socket.setSoTimeout(3 * 60 * 60 * 1000);//读超时，单位毫秒
socket.setKeepAlive(true);

package com.study;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.net.Socket;import java.net.URI;import java.net.URLEncoder;import java.nio.charset.StandardCharsets;import java.util.HashMap;import java.util.Map;/** * Socket模拟Http客户端 * @date 2023/3/31 18:05 */public class SocketHttpClient {private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SocketHttpClient.class);public static void main(String[] args) throws Exception {String url = "http://localhost:5033/temp" /> params = new HashMap();params.put("name", "张三");params.put("age", "18");String sendPost = sendPost(url, params);logger.info(sendPost);}/** * 模拟POST请求 * @param url请求路径 * @param params 请求参数 * @author* @date 2023/3/31 17:42 */public static String sendPost(String url, Map params) {Socket socket = null;InputStream inputStream = null;OutputStream outputStream = null;try {URI uri = new URI(url);// 要连接的服务端IP地址和端口String host = uri.getHost();int port = uri.getPort();// 与服务端建立连接socket = new Socket(host, port);// socket.setSoTimeout(5000);//读超时，单位毫秒socket.setSoTimeout(3 * 60 * 60 * 1000);//读超时，单位毫秒socket.setTcpNoDelay(true);//数据不作缓冲，立即发送// 这个参数与TCP KeepAliveTime参数配合使用，默认2小时，空闲2小时的连接发送一次心跳防止连接被杀掉。// 注意与HTTP中请求头”Connection: keep-alive“的区别// 修改注册表”计算机\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters“新建”KeepAliveTime“值为900000即15分钟。socket.setKeepAlive(true);// 建立好连接后，从socket中获取输入流inputStream = socket.getInputStream();// 建立好连接后，从socket中获取输出流outputStream = socket.getOutputStream();// 获取http模拟报文byte[] http = getHttp(url, params);outputStream.write(http);outputStream.flush();// 测试发现，HTTP报文的终止符应该是"\r\n\r\n"即连续两个换行符，这部分内容刚好是请求头中的内容，// 假如请求头中没有"Content-Length"，则请求体中的内容会被丢弃，// 如果有"Content-Length"请求头，后端继续读取"Content-Length"请求头指定大小的内容。// 在模拟HTTP请求时不要主动关闭连接，HTTP通过"Content-Length"请求头指定的大小来接收请求体中的数据。// 所以模拟HTTP报文时，是不需要shutdownOutput()关闭(单向)连接的，// 若shutdownOutput()关闭了连接，在120秒后，客户端会发送一个RST（连接重置）信号，并抛出异常java.net.SocketException: Connection reset// 请求报文发送完成后，发送终止符// socket.shutdownOutput();// 单向关闭输出流，发送流的终止符-1。// 获取响应内容byte[] buf = new byte[1024];int len;ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();//只有当客户端关闭它的输出流的时候，服务端才能取得结尾的-1while ((len = inputStream.read(buf)) != -1) {out.write(buf, 0, len);}// 注意指定编码格式，发送方和接收方一定要统一，建议使用UTF-8String result = out.toString(StandardCharsets.UTF_8.name());// 响应头和响应体之间有一个空行，这里只返回响应体中的内容if (result != null && result.indexOf("\r\n\r\n") != -1) {return result.substring(result.indexOf("\r\n\r\n") + 4);}} catch (Exception e) {logger.error(e.getMessage(), e);} finally {try {if (inputStream != null) {inputStream.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}try {if (outputStream != null) {outputStream.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}try {if (socket != null) {socket.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}return null;}/** * 拼接http报文 * @param url请求路径 * @param params 请求参数 * @author* @date 2023/3/31 17:47 */private static byte[] getHttp(String url, Map params) throws Exception {URI uri = new URI(url);// 要连接的服务端IP地址和端口int port = uri.getPort();String host = uri.getHost() + ":" + port;// 拼接http请求体StringBuilder bodyBuilder = new StringBuilder();if (params != null && params.size() > 0) {for (Map.Entry entry : params.entrySet()) {// 参数名bodyBuilder.append(URLEncoder.encode(entry.getKey(), StandardCharsets.UTF_8.name()));bodyBuilder.append("=");// 参数值bodyBuilder.append(URLEncoder.encode(entry.getValue(), StandardCharsets.UTF_8.name()));bodyBuilder.append("&");}bodyBuilder.deleteCharAt(bodyBuilder.length() - 1);}byte[] body = bodyBuilder.toString().getBytes(StandardCharsets.UTF_8);// 定义存放 http 报文的缓冲区ByteArrayOutputStream http = new ByteArrayOutputStream();http.write(("POST " + url + " HTTP/1.1\r\n").getBytes(StandardCharsets.UTF_8));http.write(("Host: " + host + "\r\n").getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 请求参数为key1=value1&key2=value2形式http.write(("Content-Type: application/x-www-form-urlencoded; charset=UTF-8\r\n").getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 请求参数为json格式// http.write(("Content-Type: application/json; charset=UTF-8\r\n").getBytes(StandardCharsets.UTF_8));http.write(("Content-Length: " + body.length + "\r\n").getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// http.write(("Cookie: " + cookie + "\r\n").getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 请求头和请求体之间有一个空行http.write("\r\n".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));http.write(body);return http.toByteArray();}}

// 请求报文发送完成后，发送终止符
// socket.shutdownOutput();// 单向关闭输出流，发送流的终止符-1。

测试发现，HTTP报文的终止符应该是”\r\n\r\n”即连续两个换行符，这部分内容刚好是请求头中的内容，
假如请求头中没有”Content-Length”，则请求体中的内容会被丢弃，
如果有”Content-Length”请求头，后端继续读取”Content-Length”请求头指定大小的内容。

在模拟HTTP请求时不要主动关闭连接shutdownOutput()，HTTP后端通过”Content-Length”请求头指定的大小来接收请求体中的数据。
所以模拟HTTP报文时，是不需要shutdownOutput()关闭(单向)连接的，
若shutdownOutput()关闭了连接，在120秒后，客户端会发送一个RST（连接重置）信号，并抛出异常java.net.SocketException: Connection reset

现象1：
请求报文发送完成后，如果关闭shutdownOutput单向关闭输出流，如果后台处理时间超过120秒，客户端会发送一个RST（连接重置）信号，并抛出异常Connection reset。

现象2：
请求报文发送完成后，如果不关闭shutdownOutput单向关闭输出流，会延迟20秒才能接收到后台的响应结果。

问：不关闭shutdownOutput响应结果为什么会延迟20秒？

这是因为在使用Socket发送HTTP报文时，服务器端会根据Content-Length或Transfer-Encoding字段来判断报文是否已经发送完毕。如果客户端没有主动关闭输出流，服务器端会一直等待接收数据，直到超时。因此，如果不调用shutdownOutput方法关闭输出流，可能会导致数据发送不完整，服务器端一直等待直到超时。而shutdownOutput方法会显式地告知服务器端数据已经发送完毕，服务器端不必等待超时，从而提高响应速度。

问：为什么关闭shutdownOutput单向关闭输出流，在请求时长超过120秒时会报错Connection resetd？

如果调用shutdownOutput方法关闭输出流，但请求时长超过了120秒，就会因为TCP连接超时而导致连接被重置，从而导致Connection reset错误。这是因为TCP连接有一个默认的超时时间，如果在超时时间内没有收到对方的回复，就会认为连接已经失效，从而重置连接。

问：请求报文发送完成后，到底该不该shutdownOutput()关闭连接？

1、如果请求在120秒内就会有响应结果，强烈建议关闭shutdownOutput连接。

2、如果请求不知道什么时候返回响应结果，有两种方案：

方案一：
关闭shutdownOutput连接，并修改KeepAliveTime=60000毫秒，即1分钟就会发送一次[TCP Keep-Alive]报文，连接就不会超时被重置。

方案二：
不关闭shutdownOutput连接，这样做有个缺点，接收响应结果会晚20秒。