真正理解HTTP长连接与短链接

随着 Web 应用的越来越流行,人们对一些实时性功能的需求越来越高,比如互动聊天、即时通讯等。技术人员开始关注如何高效的实现以支持日以壮大的用户量和并发性能的要求。

什么是 HTTP 长连接、短连接?

  • 在HTTP/1.0中,默认使用的是短连接。也就是说,浏览器和服务器每进行一次HTTP操作,就建立一次连接,但任务结束就中断连接。如果客户端浏览器访问的某个HTML或其他类型的 Web页中包含有其他的Web资源,如JavaScript文件、图像文件、CSS文件等;当浏览器每遇到这样一个Web资源,就会建立一个HTTP会话。

  • 但从 HTTP/1.1起,默认使用长连接,用以保持连接特性。使用长连接的HTTP协议,会在响应头有加入这行代码:

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。

HTTP协议的长连接和短连接,实质上是TCP协议的连接

HTTP属于应用层协议,在传输层使用TCP协议,在网络层使用IP协议。

  • HTTP长连接 = TCP连接建立后维持连接。只要 client 与 server 都不主动关闭连接,这个连接都一直可以使用。因为 TCP 一旦连接建立后,通信就可以双向发生了,并且是一直阻塞、监听,没有连接过时这一说。
  • HTTP短连接 = TCP连接建立后用一次就关闭。下次使用客户端与服务器再重新建立新的TCP连接。

TCP协议建立连接的过程

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。

在 HTTP短连接协议中,客户端每向服务端发起1次请求,TCP在背后都要完成7次客户端与服务端的交互。
可以看出 HTTP短连接 在频繁发生消息的情况下的确是效率非常低下的。

经典的三次握手示意图:

经典的四次握手关闭图:

长连接有效性的维持

HTTP短连接

对于 HTTP短连接来说,每一次请求都新建一个 TCP 连接,以保证连接的时效和有效性。所以可以认为 HTTP短连接 只要联通就是有效的。
因为联通后立即会发生数据:client向server 发送业务数据,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。

HTTP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。

如果继续重用连接的需求在很短的时间就会完成,那么也就不存在服务端与客户端是否担心彼此过一段时间后就联系不上的问题。
实际情况:连接建立后,会在很长一段时间内重用这个连接。那么彼此就很难保证这个时候对方还是可达的。
对于长连接来说 TCP最初建立时的三次握手以保证连接的可用性,此时已经失去意义。
而这种可用性的维护,则是需要程序员自己在服务端去实现的。

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:

1、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。
2、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。
3、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。
4、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。

posted @ 2023-07-21 15:25  炎黄子孙,龙的传人  阅读(118)  评论(0编辑  收藏  举报