springboot常见网络相关错误及原因解析

在基于spring-boot开发过程尤其是上线后，经常出现网络相关的错误，令人难以琢磨和下手，所以就spring-boot使用过程中可能碰到的网络相关问题进行分析，结合网络转包、日志报错和前端输出，针对网络连接超时、连接被拒绝、读超时等异常进行分析，有助于理解发生问题的根本原因，并快速定位和解决问题。

一、前端直接访问服务

1）服务地址不通

当使用Chrome访问服务的地址不存在时，Chrome会使用三个不同的源端口发送SYN报文，并且使用的规避算法，连续发送4次重连请求。就是大约1秒后第一次重发，距离重发第一次2秒后第二次重发，距离重发第二次4秒后第三次重发，具体重发第三次8秒后进行第4次重发，因为均未收到应答，浏览器判断连接不能建立，所以会显示如下信息：

当使用Postman访问服务地址不存在时，用一个源端口连续发起SYN请求，针对每个SYN请求，按照以上算法连续发送5次，均未收到确认时（也就是10次请求均无应答），在控制台显示如下信息：

2）服务地址通但端口不存在

使用Chrome时，连续发起两次SYN请求，服务端以RST应答，针对每个SYN，又进行了4次重传，Postman最终展示连接被拒绝，在控制台输出如下：

使用Postman时，会大约每500毫秒发送一波SYN请求，每一波包括相隔几毫秒的两个SYN请求，共5波10个SYN请求，服务端以RST应答，Postman最终展示连接被拒绝，在控制台输出如下：

3）服务正常但请求路径错误

使用浏览器访问时，服务端返回HTML格式的错误说明，具体示例如下：

使用Postman访问时，服务端返回json格式的错误说明，具体示例如下：

4）连接池耗尽

    使用Chrome或Postman请求服务时，如果服务端连接耗尽，Chrome和Postman将一直等待，直到得到连接并返回结果

5）服务响应慢

使用Chrome或Postman请求服务时，缺省情况下永不超时，所以会一直等待，直到服务返回结果。

二、服务间调用-无超时

以下的测试基于浏览器或Postman访问A服务，A服务又调用B服务，并且均基于springboot+RestTemplate，并且RestTemplate未设置超时。

1）B服务地址不通

       A服务在微秒级别内连续发送两次连接请求，后面每个请求按照规避算法重传了4次，然后A服务抛出连接超时异常，如下图所示：

由于该异常未被捕捉，所以该异常返回到前端。前端显示的出错信息就是上面标红的内容。

Postman调用结果：

Chrome调用结果

2）B服务端口不存在

   A服务在微秒级别内连续发送两次连接请求，后面每个请求按照规避算法重传了4次，对于每个请求，B服务均以RST应答，A服务抛出拒绝连接异常，如下图所示：

由于该异常未被捕捉，所以该异常返回到前端，前端显示的出错信息就是上面标红的内容。

Postman调用结果：

Chrome调用结果

3）B服务连接池满

B服务连接池满时，A服务调用B服务去不到连接将无限期等待，直到取到连接后再发送请求，在前端、A服务和B服务均不报错。

三、服务间调用-有超时

以下的测试基于浏览器或Postman访问A服务，A服务又调用B服务，并且均基于springboot+RestTemplate，并且RestTemplate设置超时时间为5秒。

1）B服务地址不通

    通过前端调用A服务，A服务调用B服务时，相差6微秒连续发送两个SYN请求，然后针对这两个SYN请求，又进行了两次重传，因为超时时间到，所以A服务抛出连接超时异常，具体输出如下：

因为A服务并未捕捉该异常，所以直接返回到前端。

使用Postman时，输出信息如下：

使用chrome时，输出信息如下：

2）B服务地址通到端口不存在

通过前端调用A服务，A服务调用B服务时，相差6微秒连续发送两个SYN请求，然后针对这两个SYN请求，又进行了四次重传，然后A服务抛出拒绝连接异常，具体输出如下：

由于异常未捕捉，所以直接返回到前端。

Post请求时，出错信息如下：

浏览器请求时，出错信息如下：

3）B服务正常，但响应时间超出5秒

前端调用A服务时，A服务与B服务经过3次握手建立连接后，发送HTTP请求，并做了一次重传，然后超时时间到，A服务发送FIN中断连接，此时A服务抛出读耗时异常：

Postman调用时，返回结果如下图所示：

使用Chrome时，返回结果如下图所示：

4）B服务连接被耗尽

A服务请求B服务，因B服务连接池耗尽，抛出读超时异常，错误输出如下：

因异常未捕捉，所以返回前端。

Chrome出错信息如下：

Postman出错信息如下：

四、通过网关调用服务

使用Springcloud Gateway作为网关。

1）下游服务地址不通

下游服务地址不通时，网关连续进行五次连接后报连接超时错误，报错信息如下：

网关并未把错误原封不动返回前端，而是做了处理，Postman端报错信息如下：

2）下游服务端口不存在

下游服务端口不存在时，网关连续多次SYN请求，都收到RST报文，抛出拒绝连接异常，报错信息如下：

网关并未把信息原封不动返回前端，而是错了处理，出错内容与地址不通相同，具体如下:

3）下游服务处理太慢

     下游服务处理很慢时，SpringCloud gateway一直等待处理完成后把结果返回给前端

4）下游服务连接耗尽

下游服务连接耗尽时，SpringCloud gateway一直等待处理完成后把结果返回给前端

5）下游服务超时

下游服务超时有两种情况，一种是下游服务调用其下游服务地址不通，一种是下游服务调用其下游服务时下游服务处理太慢。

针对第一种情况，下游服务抛出连接超时错误，具体如下图所示：

如果未捕捉异常，则下游服务把异常信息返回到网关，由网关返回前端，前端报错信息如下：

针对第二种情况，下游服务抛出读超时错误，具体如下图所示：

如果下游服务未捕捉异常，则把异常消息发挥网关，由网关返回前端，前端报错信息如下：