소켓 옵션 튜닝 — TCP_NODELAY, SO_KEEPALIVE, 버퍼 크기 설정

ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
 .channel(NioServerSocketChannel.class)

 // 서버 소켓 채널(Boss)에 적용되는 옵션
 .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)
 .option(ChannelOption.SO_REUSEADDR, true)

 // 수락된 자식 채널(Worker)에 적용되는 옵션
 .childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
 .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
 .childOption(ChannelOption.SO_RCVBUF, 65536)
 .childOption(ChannelOption.SO_SNDBUF, 65536);

Bootstrap b = new Bootstrap();
b.group(workerGroup)
 .channel(NioSocketChannel.class)
 .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)
 .option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
 .option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 5000); // 연결 타임아웃

Nagle 알고리즘 동작 방식:

1. 첫 번째 데이터는 즉시 전송
2. 이후 데이터는 버퍼에 쌓음
3. 이전 전송에 대한 ACK를 받으면 → 쌓인 데이터를 한꺼번에 전송
4. 또는 버퍼가 MSS(최대 세그먼트 크기)에 도달하면 → 전송

[송신]                              [수신]
  |--- 첫 번째 작은 패킷 ----------->|
  |    (두 번째 패킷은 ACK 대기)       |  (Delayed ACK: 200ms 대기)
  |    ...200ms 지연...              |
  |<------------ ACK ---------------|
  |--- 두 번째 패킷 ---------------->|

// Nagle 비활성화 — 데이터를 즉시 전송
.childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)

.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)

[서버]                                   [클라이언트]
  |  (유휴 시간 경과)                       |
  |--- keepalive 프로브 ----------------->|
  |<------------ ACK --------------------|  ← 살아있음
  |                                       |
  |  (유휴 시간 다시 경과)                   |
  |--- keepalive 프로브 -----X            |  ← 응답 없음 (프로세스 종료됨)
  |--- 재시도 프로브 ---------X            |
  |--- 재시도 프로브 ---------X            |
  |  → 연결이 끊어진 것으로 판단, 정리       |

// 서버 소켓에 설정
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)

[클라이언트]                    [서버]
    |--- SYN ----------------->| → SYN Queue에 추가
    |<-- SYN+ACK --------------|
    |--- ACK ----------------->| → Accept Queue로 이동
    |                          |   (SO_BACKLOG가 이 큐의 크기)
    |                          |   accept()가 호출되면 큐에서 제거

.childOption(ChannelOption.SO_RCVBUF, 65536)   // 수신 버퍼 64KB
.childOption(ChannelOption.SO_SNDBUF, 65536)   // 송신 버퍼 64KB

TCP 흐름 제어와 버퍼 관계:

[송신 측]                          [수신 측]
  송신 버퍼                          수신 버퍼
┌──────────┐                    ┌──────────┐
│  데이터   │ ---- 네트워크 ---> │  데이터   │
│  대기 중  │                    │  도착     │
└──────────┘                    └──────────┘
                                    ↓
                              애플리케이션이
                              read()로 꺼내감

수신 버퍼에 빈 공간이 있어야 → TCP 윈도우 광고 → 송신 측이 데이터 전송 가능
수신 버퍼가 가득 차면 → 윈도우 크기 = 0 → 송신 측 전송 중단

# Linux TCP 버퍼 자동 조정 범위 확인
$ cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem
4096    131072    6291456
# 최소    기본      최대

$ cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem
4096    16384     4194304

// 서버 소켓에 설정
.option(ChannelOption.SO_REUSEADDR, true)

서버 재시작 시나리오:

1. 서버 종료 → 기존 연결들이 TIME_WAIT 상태로 전환
2. 서버 재시작 시도 → 같은 포트에 bind()
3. SO_REUSEADDR = false → "Address already in use" 에러!
4. SO_REUSEADDR = true  → TIME_WAIT 무시하고 포트 사용 가능

1. 기본 (SO_LINGER 미설정):
   close() 호출 → 즉시 반환 (비동기)
   OS가 백그라운드에서 잔여 데이터 전송 시도
   → 대부분의 경우 이걸로 충분

2. SO_LINGER = 0 (타임아웃 0초):
   close() 호출 → 송신 버퍼 즉시 폐기 + RST 패킷 전송
   → 정상적인 4-way handshake 없이 강제 종료
   → FIN 대신 RST을 보내므로 TIME_WAIT 상태도 건너뜀

3. SO_LINGER = N (N초 타임아웃):
   close() 호출 → 최대 N초 동안 블로킹하며 잔여 데이터 전송 대기
   N초 안에 완료되면 정상 종료, 초과하면 RST

// linger 설정 — 주의해서 사용
.childOption(ChannelOption.SO_LINGER, 0)    // 즉시 RST (권장하지 않음)
.childOption(ChannelOption.SO_LINGER, 5)    // 5초 대기 후 종료

ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
 .channel(NioServerSocketChannel.class)

 // 서버 소켓 옵션
 .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 1024)       // 연결 대기 큐
 .option(ChannelOption.SO_REUSEADDR, true)     // 포트 재사용

 // 자식 채널 옵션
 .childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)  // Nagle 비활성화
 .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true) // TCP keepalive 활성화

 // 메모리 할당 전략
 .childOption(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT)

 .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
     @Override
     protected void initChannel(SocketChannel ch) {
         ChannelPipeline p = ch.pipeline();
         // 애플리케이션 레벨 유휴 감지 (SO_KEEPALIVE보다 빠르게 감지)
         p.addLast(new IdleStateHandler(60, 30, 0));
         p.addLast(new MyProtocolDecoder());
         p.addLast(new MyProtocolEncoder());
         p.addLast(new MyBusinessHandler());
     }
 });

ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
 .channel(NioServerSocketChannel.class)

 // 서버 소켓 — 대량 동시 접속 대비
 .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 4096)
 .option(ChannelOption.SO_REUSEADDR, true)

 // 자식 채널 — 저지연 최적화
 .childOption(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)    // 필수: Nagle 비활성화
 .childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true)
 .childOption(ChannelOption.SO_RCVBUF, 32768)     // 32KB — 작은 메시지 위주
 .childOption(ChannelOption.SO_SNDBUF, 32768)

 // Netty 자체 옵션: 개별 write마다 flush (지연 최소화)
 .childOption(ChannelOption.WRITE_BUFFER_WATER_MARK,
     new WriteBufferWaterMark(8 * 1024, 32 * 1024))

 .childOption(ChannelOption.ALLOCATOR, PooledByteBufAllocator.DEFAULT)

 .childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
     @Override
     protected void initChannel(SocketChannel ch) {
         ChannelPipeline p = ch.pipeline();
         // 더 짧은 유휴 감지 주기
         p.addLast(new IdleStateHandler(30, 15, 0));
         p.addLast(new LengthFieldBasedFrameDecoder(
             65536, 0, 4, 0, 4));   // 프레임 디코딩
         p.addLast(new LengthFieldPrepender(4));
         p.addLast(new GameProtocolDecoder());
         p.addLast(new GameProtocolEncoder());
         p.addLast(new GameLogicHandler());
     }
 });