HTTP 长连接和短连接

1. HTTP 协议与 TCP/IP 协议的关系

HTTP 长连接和短连接 === TCP 长连接和短连接。HTTP 属于应用层协议,TCP 属于传输层协议,IP 属于网络层协议。TCP协议 主要解决如何在 IP 层之上可靠的传递数据包,使得在网络的另一端能够收到正确的发送端发送的所有数据包,并且收到的顺序和发送的顺序一致。

2. 什么是长连接和短连接

  • 短连接

    在 HTTP/1.0 中,默认使用的是短连接,也就是说,客户端(浏览器)和服务端每进行一次 HTTP 操作,就要建立一次连接,任务结束后就中断此连接。

  • 长连接

    而在 HTTP/1.1 中,默认使用长连接,以保持连接特性。使用长连接的 HTTP 协议,会在响应头加入如下代码:

      Connection:keep-alive               
    

    在使用长连接的情况下,当一个网页打开完成后,客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的 TCP连接不会关闭,如果客户端再次访问这个服务器上的网页,会继续使用这一条已经建立的连接。Keep-Alive不会永久保持连接,它有一个保持时间,可以在不同的服务器软件(如Apache)中设定这个时间。实现长连接要客户端和服务端都支持长连接。

3. TCP 连接

当网络通信时采用TCP协议时,在真正的读写操作之前,server与client之间必须建立一个连接,当读写操作完成后,双方不再需要这个连接 时它们可以释放这个连接,连接的建立是需要三次握手的,而释放则需要4次握手,所以说每个连接的建立都是需要资源消耗和时间消耗的。

  • 三次握手建立连接


  • 四次握手关闭连接


3.1 TCP 短连接

我们模拟一下TCP短连接的情况,client向server发起连接请求,server接到请求,然后双方建立连接。client向server 发送消息,server回应client,然后一次读写就完成了,这时候双方任何一个都可以发起close操作,不过一般都是client先发起 close操作。为什么呢,一般的server不会回复完client后立即关闭连接的,当然不排除有特殊的情况。从上面的描述看,短连接一般只会在 client/server间传递一次读写操作

短连接的优点是:管理起来比较简单,存在的连接都是有用的连接,不需要额外的控制手段

3.2 TCP 长连接

接下来我们再模拟一下长连接的情况,client向server发起连接,server接受client连接,双方建立连接。Client与server完成一次读写之后,它们之间的连接并不会主动关闭,后续的读写操作会继续使用这个连接。

首先说一下TCP/IP详解上讲到的TCP保活功能,保活功能主要为服务器应用提供,服务器应用希望知道客户主机是否崩溃,从而可以代表客户使用资源。如果客户已经消失,使得服务器上保留一个半开放的连接,而服务器又在等待来自客户端的数据,则服务器将应远等待客户端的数据,保活功能就是试图在服务 器端检测到这种半开放的连接。

如果一个给定的连接在两小时内没有任何的动作,则服务器就向客户发一个探测报文段,客户主机必须处于以下4个状态之一:

  • 客户主机依然正常运行,并从服务器可达。客户的TCP响应正常,而服务器也知道对方是正常的,服务器在两小时后将保活定时器复位。
  • 客户主机已经崩溃,并且关闭或者正在重新启动。在任何一种情况下,客户的TCP都没有响应。服务端将不能收到对探测的响应,并在75秒后超时。服务器总共发送10个这样的探测 ,每个间隔75秒。如果服务器没有收到一个响应,它就认为客户主机已经关闭并终止连接。
  • 客户主机崩溃并已经重新启动。服务器将收到一个对其保活探测的响应,这个响应是一个复位,使得服务器终止这个连接。
  • 客户机正常运行,但是服务器不可达,这种情况与2类似,TCP能发现的就是没有收到探查的响应。

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