Go 里的端口复用从原理到生产可用代码（SO_REUSEPORT / SO

Go 里的端口复用从原理到生产可用代码（SO_REUSEPORT / SO_REUSEADDR）

1. 先把概念掰直：你说的“端口复用”可能是四种事

1）多进程共享同一端口（真正意义上的端口复用）

多个进程同时listen :8080，由内核把新连接分发到不同进程。
关键开关：SO_REUSEPORT（Linux 3.9+ 常见）。

这是本文重点。

2）快速重启不被 TIME_WAIT 卡住

很多人以为这叫“端口复用”，其实是想解决重启时报错占用。
关键开关：SO_REUSEADDR（更多是“允许更快重新绑定”，不是负载均衡共享）。

3）同端口跑多协议（443 上 HTTP/2、gRPC、HTTP/1.1）

一般靠 TLS ALPN 或反向代理分流，不属于多进程共同 bind。

4）一个入口端口，转发到多个后端（Nginx/Envoy/Traefik）

这叫端口“统一入口”，不是 socket 级复用。

你要的是哪一种？如果你想“多实例同端口一起扛连接”，那就是SO_REUSEPORT。

2. SO_REUSEPORT 到底做了什么

没有SO_REUSEPORT：
一个端口只能被一个监听 socket 持有，其他进程 bind 会失败。

开启SO_REUSEPORT：
多个监听 socket 可以绑定同一个(IP, Port)。内核在 accept 阶段把“新连接”分配给其中一个监听 socket（通常基于 hash 或轮询的策略实现，不同内核版本略有差异）。

它的价值很直接：

多进程架构，不需要在应用层做 accept 分发
能让每个进程独占自己的 goroutine、GC、堆、锁
避免单进程在高连接量下出现“某个环节抖动拖全局”的情况

3. Go 标准库的现状：没有直接开关，但可以用 ListenConfig.Control

Go 的net.Listen()没有参数给你开SO_REUSEPORT，但net.ListenConfig提供了一个Control回调，你可以在 socket 创建后、bind 前设置 sockopt。

生产建议：用golang.org/x/sys/unix，比syscall更可靠、常量更齐全。

3.1 TCP 端口复用（多进程共享 :8080）

下面是一个“可落地”的ListenReusePort，支持：

SO_REUSEADDR（方便重启）
SO_REUSEPORT（多进程共享同一端口）
TCP keepalive 参数（可选）
明确错误返回，方便排查

packagereuseportimport("context""errors""net""runtime""time""golang.org/x/sys/unix")typeOptionsstruct{ReuseAddrboolReusePortboolKeepAlive time.Duration// 0 表示不设置}funcListenTCP(addrstring,opt Options)(net.Listener,error){lc:=net.ListenConfig{Control:func(network,addressstring,c syscallRawConn)error{// Windows/macOS 端口复用语义不同，这里只实现 Linux 常见行为ifruntime.GOOS!="linux"{returnnil}varctrlErrerrorerr:=c.Control(func(fduintptr){ifopt.ReuseAddr{ctrlErr=unix.SetsockoptInt(int(fd),unix.SOL_SOCKET,unix.SO_REUSEADDR,1)ifctrlErr!=nil{return}}ifopt.ReusePort{ctrlErr=unix.SetsockoptInt(int(fd),unix.SOL_SOCKET,unix.SO_REUSEPORT,1)ifctrlErr!=nil{return}}})iferr!=nil{returnerr}returnctrlErr},KeepAlive:opt.KeepAlive,}ln,err:=lc.Listen(context.Background(),"tcp",addr)iferr!=nil{returnnil,err}returnln,nil}// 兼容 net.ListenConfig.Control 的 RawConn 接口，避免直接依赖 syscall 包typesyscallRawConninterface{Control(func(fduintptr))errorRead(func(fduintptr)(donebool))errorWrite(func(fduintptr)(donebool))error}

使用示例（一个最小 TCP server）：

packagemainimport("bufio""fmt""log""net""os""strconv""time""yourmod/reuseport")funcmain(){workerID:=0iflen(os.Args)>1{workerID,_=strconv.Atoi(os.Args[1])}ln,err:=reuseport.ListenTCP(":8080",reuseport.Options{ReuseAddr:true,ReusePort:true,KeepAlive:30*time.Second,})iferr!=nil{log.Fatalf("listen failed: %v",err)}log.Printf("worker=%d listening on :8080",workerID)for{c,err:=ln.Accept()iferr!=nil{log.Printf("accept err: %v",err)continue}gohandle(workerID,c)}}funchandle(idint,c net.Conn){deferc.Close()_=c.SetDeadline(time.Now().Add(2*time.Minute))w:=bufio.NewWriter(c)fmt.Fprintf(w,"hello from worker %d\n",id)w.Flush()}

启动两个进程同时监听同一端口：

go run main.go1go run main.go2

然后压测或多次 curl：

foriin{1..10};docurl-s localhost:8080;done

你会看到输出会在 worker 1 和 worker 2 之间分散。

重要提醒：必须所有监听者都开启 SO_REUSEPORT

如果一个进程没开 reuseport，另一个开了，bind 行为会变得不可预期甚至失败。生产上要统一策略。

4. UDP 端口复用：更常见，也更“自然”

UDP 服务（例如 QUIC、日志采集、metrics ingestion）经常用 reuseport 来多进程吃包。

基本代码与 TCP 类似，只是network变成"udp"，返回net.PacketConn：

funcListenUDP(addrstring,opt Options)(net.PacketConn,error){lc:=net.ListenConfig{Control:func(network,addressstring,c syscallRawConn)error{ifruntime.GOOS!="linux"{returnnil}varctrlErrerrorerr:=c.Control(func(fduintptr){ifopt.ReuseAddr{ctrlErr=unix.SetsockoptInt(int(fd),unix.SOL_SOCKET,unix.SO_REUSEADDR,1)ifctrlErr!=nil{return}}ifopt.ReusePort{ctrlErr=unix.SetsockoptInt(int(fd),unix.SOL_SOCKET,unix.SO_REUSEPORT,1)ifctrlErr!=nil{return}}})iferr!=nil{returnerr}returnctrlErr},}returnlc.ListenPacket(context.Background(),"udp",addr)}

5. 什么时候该用多进程 + SO_REUSEPORT，什么时候不该用

适合用的典型场景

长连接很多（IM、推送、网关），单进程 GC 或某个锁抖动容易放大
单机多核明显没吃满（CPU 利用率上不去）
想要“水平扩展”到同机多实例，但不想引入额外入口层

不建议直接用的场景

你需要非常精细的连接路由（例如“同一个用户必须固定落到同一个进程”，且你不依赖四元组 hash）
这种更适合：入口层（Envoy/Nginx/自研 acceptor）做一致性哈希
需要热升级、连接迁移、平滑 drain 的要求很强
这时往往要配合 systemd socket activation 或代理层做优雅切换