C10K 问题是指服务器在处理大量并发连接（例如 10,000 个客户端连接）时所面临的性能瓶颈问题。这个问题最初由 Dan Kegel 在 1999 年提出，随着互联网的普及和高并发需求的增加，C10K 问题成为了服务器设计和网络编程中的一个重要挑战。
适配 C10K 挑战
想让应用在高并发下稳如老狗，CPU 得高效利用，上下文切换得少，内存占用得低。线程数别比 CPU 核心多太多，多了就像饭店里服务员扎堆，忙不过来还互相撞翻盘子。
最靠谱的办法是用非阻塞逻辑，或者让 CPU 密集型任务上场（但得小心，别把自己绕晕）。实际项目里，分清阻塞和非阻塞逻辑可没那么简单，常常需要重构代码。比如，加个 RabbitMQ 或 Kafka 队列，把任务先缓冲，再把阻塞和非阻塞逻辑拆开。数据库访问是个典型例子，JDBC 目前没官方非阻塞驱动，ADBC 也早 “凉凉” 了。
下面是一些实用的建议，帮助你在高并发场景下优化应用：
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线程数压到最低：不光是服务器线程，队列消费者、数据库驱动、日志系统（强烈建议异步批量写日志）都得算上。做线程转储（
jstack走起），看看创建了多少线程，真实负载下分析最准——很多线程池是懒加载的。自定义线程记得统一命名，比如FunTester-worker-1，方便排查问题。 - 用响应式客户端：HTTP 或数据库调用多是阻塞的，用响应式客户端注册回调，线程不被挂起。服务间通信推荐 RSocket，比 HTTP 更适合异步处理，效率高得像高铁。
- 稳定性测试：应用得在低线程数下稳跑，线程池得有限制，高负载不崩。就像跑马拉松，心率得稳，不能一会儿冲刺一会儿喘。
- 区分阻塞与非阻塞：如果处理流程多，搞清楚哪些是阻塞的。阻塞逻辑多的场景，每个请求得在独立线程里处理（用预定义线程池），及时释放事件循环线程，迎接下一个连接。
缓存连接而非线程
高并发场景下，线程模型和内存开销是大 Boss。核心思路：别让每个连接绑一个线程，用高效的 TCP 读取方式和事件驱动库，像 Netty 这样的 “神器”。TCP 连接可不是免费午餐，最贵的当属三次握手。建议用持久连接（Keep-Alive）。接收新连接时，没持久连接的话，短时间堆积大量连接，必须排队等应用 accept。SYN 队列是等三次握手的，LISTEN 队列是握手完带缓冲区的，等着被 accept。高负载下，accept 线程如果忙着处理已有连接的 IO，新连接就得排队等。Netty 服务器配置是个好例子：
// Netty服务器配置示例，FunTester 出品，必属精品
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup(1); // 只负责接收新连接，1个线程够用
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup(); // 处理IO，默认线程数是 CPU 核数*2
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap()
.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024) // LISTEN 队列大小，防止连接堆积
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true); // 开启持久连接，省资源
如果 LISTEN Backlog 满了咋办？可以加 bossGroup 线程数。测试 2 万客户端连接时，用 ss -tuln 看积压情况：
ss -tuln | grep 8080
输出里 Send-Q 是 Backlog 最大容量，Recv-Q 是当前等待 accept 的连接数。默认 Backlog 一般是 128，调大点能抗更多连接。TCP 发送/接收缓冲区是资源大户，设置得讲究：
// 设置TCP缓冲区，FunTester 提醒：别设太大浪费内存，太小限制吞吐
bootstrap.childOption(ChannelOption.SO_RCVBUF, 128 * 1024) // 接收缓冲区 128KB
.childOption(ChannelOption.SO_SNDBUF, 128 * 1024); // 发送缓冲区 128KB
为啥不建议每个连接绑线程？Java 线程是 “重量级选手”，和内核线程一对一。默认每个线程预留 1MB 虚拟内存（-Xss 可调），实际驻留集 200-300KB，用 Native Memory Tracking 能看到：
// 开启NMT，FunTester 教你看线程内存
java -XX:+NativeMemoryTracking=summary -jar app.jar
jcmd <pid> VM.native_memory
停止产生垃圾
高负载下，对象分配得悠着点，别让 JVM 内存白白浪费。Netty 的 ByteBuf 就是个神级工具，堪称内存管理的 “瑞士军刀”。
JDK 的 ByteBuffer 分 HeapByteBuffer（堆内存）和 DirectByteBuffer（堆外内存）。DirectByteBuffer 直接传给 OS 做 I/O，效率高。比如 1 万连接广播同一条消息，用字符串得重复编码，堆里一堆冗余对象等着 GC。换成 DirectByteBuffer，编码一次，所有连接共享，OS 直接处理，省时省力，简直像点外卖只付一次配送费。
但 DirectByteBuffer 分配成本高，JDK 每个 I/O 线程维护内部缓存。HeapByteBuffer 分配便宜，比如广播字符串，先编码成字节数组，只做一次，再交给 JDK 缓存处理。
Netty 的 ByteBuf 是对 ByteBuffer 的升级，读写索引分开，API 更友好。JDK 的 DirectByteBuffer 靠 GC 的 Cleaner 类回收堆外内存。如果应用优化到几乎不触发 GC，堆外内存可能不释放，得手动 System.gc()。Netty 的 ByteBuf 支持池化和非池化，堆外内存用引用计数管理，手动释放虽麻烦，但能防泄漏。
// Netty ByteBuf 示例，FunTester 教你高效用内存
ByteBuf buffer = Unpooled.directBuffer(1024); // 分配 1KB 堆外内存
try {
buffer.writeBytes("Hello, FunTester!".getBytes()); // 写入数据
// 模拟发送给所有连接，共享 buffer
channel.writeAndFlush(buffer.retain()); // 增加引用计数
} finally {
buffer.release(); // 释放引用，防止内存泄漏
}
吞吐量与延迟的权衡
性能优化逃不开吞吐量和延迟的博弈。拿 JVM 举例，ParallelGC 追求吞吐量，ShenandoahGC 和 ZGC 偏低延迟。Netty 应用里，常见抉择是：每条消息立刻发送，还是稍等一会批量发？Netty 的刷新机制很适合这场景。批量发送能把系统调用开销压到 20%，用点延迟换吞吐量，性价比高得像双十一抢货。
// Netty 批量发送示例，FunTester 教你省系统调用
// 注释掉 context.writeAndFlush(obj)，改为
context.write(obj); // 写入但不立刻发送
// 每 5 条消息 flush 一次
if (msgCount % 5 == 0) {
context.flush(); // 批量发送，效率 up！
}
用 Java Flight Recorder（JFR）看效果：
jdk.SocketWrite {
startTime = 22:12:01.603
duration = 2.23 ms
bytesWritten = 60 bytes
}
jdk.SocketRead {
startTime = 22:12:01.605
duration = 0.0757 ms
bytesRead = 60 bytes
}
逻辑上发了 5 条消息，实际只有一次读写操作，系统调用省到家了！
新趋势探索
GraalVM Native-Image
GraalVM 的 Native-Image 技术，简单来说，就是把 Java 程序提前编译成独立的可执行文件，彻底告别那些没用的类、方法和 JIT 运行时数据，内存占用直接瘦身成 “小码农”。虽然执行效率略逊于 JIT，但在实际工程场景下，Native-Image 能让单机轻松跑更多实例，特别适合无服务器架构，启动速度快、资源占用低，简直是微服务界的 “性能跑车”。比如在云原生部署中，Native-Image 能让你的服务像 “闪电侠” 一样秒启动，资源利用率高到让运维小伙伴直呼 “真香”。
Project Loom
Project Loom 带来的 Fiber（纤程），把线程调度从内核搬到用户空间，彻底改变了传统 Java 阻塞调用的玩法。以前 JDBC 一阻塞，整个线程都得 “歇菜”，现在 Fiber 只暂停当前任务，线程还能继续 “打工”，上下文切换成本低到只有几百字节，初始化速度快得像 “抢红包”。实际项目里，哪怕有 1 万个请求，也能用几个线程轻松搞定，彻底告别 “线程池炸锅” 的烦恼。对于那些 JDBC 依赖重的老系统，Loom 就像 “救命稻草”，未来可期，值得每个工程师关注和尝试。