http 長鏈接和短鏈接介紹

對於http長鏈接和短鏈接這樣的概念，不知道你們瞭解多少，今天的文章將給你們介紹http短鏈接和長鏈接的定義、http協議以及短鏈接長鏈接的操做過程等內容。

一、HTTP協議與TCP/IP協議的關係

HTTP的長鏈接和短鏈接本質上是TCP長鏈接和短鏈接。HTTP屬於應用層協議，在傳輸層使用TCP協議，在網絡層使用IP協議。IP協議主要解決網絡路由和尋址問題，TCP協議主要解決如何在IP層之上可靠的傳遞數據包，使在網絡上的另外一端收到發端發出的全部包，而且順序與發出順序一致。TCP有可靠，面向鏈接的特色。

二、如何理解HTTP協議是無狀態的

HTTP協議是無狀態的，指的是協議對於事務處理沒有記憶能力，服務器不知道客戶端是什麼狀態。也就是說，打開一個服務器上的網頁和你以前打開這個服務器上的網頁之間沒有任何聯繫。HTTP是一個無狀態的面向鏈接的協議，無狀態不表明HTTP不能保持TCP鏈接，更不能表明HTTP使用的是UDP協議（無鏈接）。

三、什麼是長鏈接、短鏈接？

在HTTP/1.0中，默認使用的是短鏈接。也就是說，瀏覽器和服務器每進行一次HTTP操做，就創建一次鏈接，但任務結束就中斷鏈接。若是客戶端瀏覽器訪問的某個HTML或其餘類型的 Web頁中包含有其餘的Web資源，如JavaScript文件、圖像文件、CSS文件等；當瀏覽器每遇到這樣一個Web資源，就會創建一個HTTP會話。

但從 HTTP/1.1起，默認使用長鏈接，用以保持鏈接特性。使用長鏈接的HTTP協議，會在響應頭有加入這行代碼：

Connection:keep-alive

在使用長鏈接的狀況下，當一個網頁打開完成後，客戶端和服務器之間用於傳輸HTTP數據的 TCP鏈接不會關閉，若是客戶端再次訪問這個服務器上的網頁，會繼續使用這一條已經創建的鏈接。Keep-Alive不會永久保持鏈接，它有一個保持時間，能夠在不一樣的服務器軟件（如Apache）中設定這個時間。實現長鏈接要客戶端和服務端都支持長鏈接。

HTTP協議的長鏈接和短鏈接，實質上是TCP協議的長鏈接和短鏈接。

3.1 TCP鏈接

當網絡通訊時採用TCP協議時，在真正的讀寫操做以前，server與client之間必須創建一個鏈接，當讀寫操做完成後，雙方再也不須要這個鏈接 時它們能夠釋放這個鏈接，鏈接的創建是須要三次握手的，而釋放則須要4次握手，因此說每一個鏈接的創建都是須要資源消耗和時間消耗的。

經典的三次握手示意圖：

經典的四次揮手關閉圖：

3.2 TCP短鏈接

咱們模擬一下TCP短鏈接的狀況，client向server發起鏈接請求，server接到請求，而後雙方創建鏈接。client向server 發送消息，server迴應client，而後一次讀寫就完成了，這時候雙方任何一個均可以發起close操做，不過通常都是client先發起 close操做。爲何呢，通常的server不會回覆完client後當即關閉鏈接的，固然不排除有特殊的狀況。從上面的描述看，短鏈接通常只會在 client/server間傳遞一次讀寫操做。

短鏈接的優勢是：管理起來比較簡單，存在的鏈接都是有用的鏈接，不須要額外的控制手段。

3.3 TCP長鏈接

接下來咱們再模擬一下長鏈接的狀況，client向server發起鏈接，server接受client鏈接，雙方創建鏈接。Client與server完成一次讀寫以後，它們之間的鏈接並不會主動關閉，後續的讀寫操做會繼續使用這個鏈接。

首先說一下TCP/IP詳解上講到的TCP保活功能，保活功能主要爲服務器應用提供，服務器應用但願知道客戶主機是否崩潰，從而能夠表明客戶使用資源。若是客戶已經消失，使得服務器上保留一個半開放的鏈接，而服務器又在等待來自客戶端的數據，則服務器將應遠等待客戶端的數據，保活功能就是試圖在服務 器端檢測到這種半開放的鏈接。

若是一個給定的鏈接在兩小時內沒有任何的動做，則服務器就向客戶發一個探測報文段，客戶主機必須處於如下4個狀態之一：

1. 客戶主機依然正常運行，並從服務器可達。客戶的TCP響應正常，而服務器也知道對方是正常的，服務器在兩小時後將保活定時器復位。
2. 客戶主機已經崩潰，而且關閉或者正在從新啓動。在任何一種狀況下，客戶的TCP都沒有響應。服務端將不能收到對探測的響應，並在75秒後超時。服務器總共發送10個這樣的探測 ，每一個間隔75秒。若是服務器沒有收到一個響應，它就認爲客戶主機已經關閉並終止鏈接。
3. 客戶主機崩潰並已經從新啓動。服務器將收到一個對其保活探測的響應，這個響應是一個復位，使得服務器終止這個鏈接。
4. 客戶機正常運行，可是服務器不可達，這種狀況與2相似，TCP能發現的就是沒有收到探查的響應。

長鏈接短鏈接操做過程

短鏈接:創建鏈接——數據傳輸——關閉鏈接 ... 創建鏈接——數據傳輸——關閉鏈接

長鏈接:創建鏈接——數據傳輸 ...（保持鏈接）...數據傳輸——關閉鏈接

四、長鏈接和短鏈接的優勢和缺點

由上能夠看出，長鏈接能夠省去較多的TCP創建和關閉的操做，減小浪費，節約時間。對於頻繁請求資源的客戶來講，較適用長鏈接。不過這裏存在一個問題，存活功能的探測週期太長，還有就是它只是探測TCP鏈接的存活，屬於比較斯文的作法，遇到惡意的鏈接時，保活功能就不夠使了。在長鏈接的應用場景下，client端通常不會主動關閉它們之間的鏈接，Client與server之間的鏈接若是一直不關閉的話，會存在一個問題，隨着客戶端鏈接愈來愈多，server遲早有扛不住的時候，這時候server端須要採起一些策略，如關閉一些長時間沒有讀寫事件發生的鏈接，這樣可 以免一些惡意鏈接致使server端服務受損；若是條件再容許就能夠以客戶端機器爲顆粒度，限制每一個客戶端的最大長鏈接數，這樣能夠徹底避免某個蛋疼的客戶端連累後端服務。

短鏈接對於服務器來講管理較爲簡單，存在的鏈接都是有用的鏈接，不須要額外的控制手段。但若是客戶請求頻繁，將在TCP的創建和關閉操做上浪費時間和帶寬。

長鏈接和短鏈接的產生在於client和server採起的關閉策略，具體的應用場景採用具體的策略，沒有十全十美的選擇，只有合適的選擇。

五、何時用長鏈接，短鏈接？

長鏈接多用於操做頻繁，點對點的通信，並且鏈接數不能太多狀況，。每一個TCP鏈接都須要三步握手，這須要時間，若是每一個操做都是先鏈接，再操做的話那麼處理速度會下降不少，因此每一個操做完後都不斷開，次處理時直接發送數據包就OK了，不用創建TCP鏈接。例如：數據庫的鏈接用長鏈接， 若是用短鏈接頻繁的通訊會形成socket錯誤，並且頻繁的socket 建立也是對資源的浪費。

而像WEB網站的http服務通常都用短連接，由於長鏈接對於服務端來講會耗費必定的資源，而像WEB網站這麼頻繁的成千上萬甚至上億客戶端的鏈接用短鏈接會更省一些資源，若是用長鏈接，並且同時有成千上萬的用戶，若是每一個用戶都佔用一個鏈接的話，那可想而知吧。因此併發量大，但每一個用戶無需頻繁操做狀況下需用短連好。

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