In der Entwicklung von Backend-Systemen, insbesondere im Bereich der Webanwendungen, ist die Stabilität der HTTP-Verbindungen von entscheidender Bedeutung. Doch gelegentlich können unvorhergesehene Fehler auftreten, die schwer zu diagnostizieren sind. Ein solches Problem, das in Verbindung mit dem NestJS-Backend auftreten kann, ist der ECONNRESET-Fehler mit der Nachricht "socket hang up". Dieser Fehler tritt unregelmäßig auf und kann sowohl die Stabilität als auch die Leistung eines Systems beeinträchtigen.
In diesem Blogpost werden wir uns genauer mit diesem Problem auseinandersetzen, die Ursachen erörtern und potenzielle Lösungsansätze diskutieren.
Der ECONNRESET-Fehler signalisiert, dass eine bestehende TCP-Verbindung unerwartet beendet wurde. Konkret bedeutet dies, dass eine Verbindung, die bereits geöffnet war, von einer der beteiligten Parteien (Client oder Server) plötzlich geschlossen wurde, während die andere Partei versuchte, Daten zu senden. In diesem Fall tritt der Fehler häufig mit der Nachricht „socket hang up“ auf.
Bei der Analyse eines solchen Fehlers stellt sich häufig die Frage, ob es sich um ein Problem auf der Serverseite, beim Netzwerk oder auf der Clientseite handelt. In unserem spezifischen Fall mit NestJS zeigt die Analyse jedoch, dass der Fehler nicht auf ein direktes Netzwerkproblem zurückzuführen ist und auch keine manuellen Versuche, den Fehler zu replizieren, erfolgreich waren.
Interessanterweise tritt der ECONNRESET-Fehler nur unter bestimmten Bedingungen auf – nämlich bei hoher Last auf dem Server. Ein Lasttest, der das System mit einer hohen Anzahl gleichzeitiger Anfragen belastet, zeigt, dass die Fehlermeldung vermehrt auftritt. Dies deutet darauf hin, dass der Fehler nicht durch eine einzelne Anfrage oder eine spezifische Client-Aktion ausgelöst wird, sondern mit der Last auf dem Server und der Anzahl der gleichzeitigen Verbindungen zusammenhängt.
Die genaue Ursache dieses Verhaltens liegt in einer Race Condition im HTTP-Protokoll. Diese tritt auf, wenn das keepAlive-Flag aktiviert ist und sowohl der Server als auch der Client unterschiedliche Entscheidungen über den Zeitpunkt der Beendigung der Verbindung treffen. In vielen Fällen wird keepAlive=true verwendet, um HTTP-Verbindungen länger offenzuhalten und so den Overhead von ständigen Verbindungsauf- und -abbauten zu vermeiden. Dies verbessert normalerweise die Leistung, insbesondere bei vielen kurzen Anfragen.
Doch in bestimmten Fällen kann folgendes Szenario eintreten:
Kurz gesagt, der Server beendet die Verbindung, während der Client noch aktiv versucht, sie zu nutzen, was eine Race Condition zwischen den beiden Parteien verursacht.
Um dieses Problem zu lösen oder zumindest die Wahrscheinlichkeit seines Auftretens zu verringern, gibt es zwei Hauptansätze. Beide haben Vor- und Nachteile, die sorgfältig abgewogen werden sollten.
Eine naheliegende Lösung besteht darin, das keepAlive-Flag komplett zu deaktivieren. Dadurch würde jede HTTP-Anfrage sofort nach ihrer Bearbeitung die Verbindung schließen, anstatt sie für eine mögliche Wiederverwendung offenzuhalten.
Vorteile:
Nachteile:
keepAlive führt zu einer deutlichen Verschlechterung der Performance, da für jede einzelne Anfrage eine neue Verbindung aufgebaut werden muss. Insbesondere bei Systemen mit vielen Anfragen pro Sekunde kann dies zu einer erhöhten CPU-Last führen.Obwohl dieser Ansatz das Problem behebt, ist er nicht optimal, wenn Performance eine hohe Priorität hat. Die Belastung auf den Server, insbesondere bei einer hohen Anzahl gleichzeitiger Anfragen, könnte durch das ständige Auf- und Abbauen von Verbindungen erheblich steigen.
Eine alternative Lösung besteht darin, das keepAliveTimeout-Intervall auf dem Server zu erhöhen. Standardmäßig liegt dieses Timeout in vielen Node.js/NestJS-Setups bei 5000 ms (5 Sekunden). Durch das Erhöhen des Timeouts bleibt die Verbindung länger offen, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit verringert, dass der Server die Verbindung schließt, während der Client noch aktiv ist.
Vorteile:
keepAlive weiterhin genutzt wird und der Overhead für neue Verbindungen minimiert bleibt.Nachteile:
Zusätzlich sollte, wenn möglich, auf der Clientseite ebenfalls eine Anpassung vorgenommen werden. Der Client sollte so konfiguriert werden, dass er die Verbindung früher schließt als der Server. Dies sorgt dafür, dass der Client die Verbindung beendet, bevor der Server die Entscheidung trifft, die Verbindung zu schließen, was das Risiko von ECONNRESET-Fehlern weiter verringert. Eine Möglichkeit dazu bietet das npm-Package agentkeepalive. Es bietet mit der Option freeSocketTimeout die Zeit in der ein ungenutzter Socket verwendet wird einzustellen. Dadurch kann das Problem mit dem ECONNRESET-Fehler praktisch ausgeschlossen werden.
ECONNRESET-Fehler mit der Nachricht „socket hang up“ sind ein bekanntes Problem in HTTP-Backends, insbesondere wenn keepAlive verwendet wird. Die Ursache ist eine Race Condition zwischen dem Server und dem Client, die unter hoher Last auftritt. Es gibt zwei Hauptlösungsansätze, die das Problem adressieren: Entweder das keepAlive-Flag deaktivieren, was zu einer schlechteren Performance führt, oder das keepAliveTimeout-Intervall erhöhen, was das Problem zwar nicht vollständig beseitigt, aber seine Häufigkeit verringert.
Die Entscheidung, welche Lösung angewendet werden soll, hängt stark von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab. Systeme, die auf hohe Performance angewiesen sind, werden eher den zweiten Ansatz wählen, während Anwendungen, bei denen Stabilität im Vordergrund steht, möglicherweise das keepAlive-Flag deaktivieren.
Es lohnt sich, beide Optionen in der eigenen Infrastruktur zu testen und auf ihre Auswirkungen hin zu bewerten, um die beste Balance zwischen Performance und Stabilität zu finden.
