长连接与短连接浅谈

红太狼 2022-05-28 00:43 235阅读 0赞

由于项目中用到的http请求接口比较多，而其中遇到了一个问题就是因为长连接和短连接的原因引起，所以关于http协议、长连接与短连接的知识也了解了下。要理解长连接与短连接，首先需要了解一些相关协议及网络基础。  
首先让我们看一下BS结构网络传输的分解方式有两种：一种是标准的OSI参考模型，另一种是TCP/IP参考模型。它们的分层方式及对应关系如图：  
![这里写图片描述][70]  
OSI参考模型一共分7层，不过它主要用于教学，实际使用中更多的是TCP/IP的4层模型。对于TCP/IP的4层模型可以简单的理解为：  
**网络接入层**：将需要互相连接的节点接入网络中，从而为数据传输提供条件。  
**网际互联层：**找到要传输数据的目标节点  
**传输层：**实际传输数据  
**应用层：**使用接收到的数据

其次我们需要了解下相关协议知识，请参考另一篇博客《常见协议浅谈》：[https://blog.csdn.net/weixin\_40096176/article/details/79696543][https_blog.csdn.net_weixin_40096176_article_details_79696543]

在了解了上面相关知识后我们再来看一下

**什么是长连接和短连接**

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。

**长连接的失效时间**  
![这里写图片描述][70 1]  
客户端的长连接不可能无限期的拿着，会有一个超时时间，服务器有时候会告诉客户端超时时间，譬如：

上图中的Keep-Alive: timeout=20，表示这个TCP通道可以保持20秒。另外还可能有max=XXX，表示这个长连接最多接收XXX次请求就断开。对于客户端来说，如果服务器没有告诉客户端超时时间也没关系，服务端可能主动发起四次握手断开TCP连接，客户端能够知道该TCP连接已经无效；另外TCP还有心跳包来检测当前连接是否还活着，方法很多，避免浪费资源。

**长连接和短连接的优点和缺点**

由上可以看出，长连接可以省去较多的TCP建立和关闭的操作，减少浪费，节约时间。对于频繁请求资源的客户来说，较适用长连接。不过这里存在一个问题，存活功能的探测周期太长，还有就是它只是探测TCP连接的存活，属于比较斯文的做法，遇到恶意的连接时，保活功能就不够使了。在长连接的应用场景下，client端一般不会主动关闭它们之间的连接，Client 与 server 之间的连接如果一直不关闭的话，会存在一个问题，随着客户端连接越来越多，server早晚有扛不住的时候，这时候 server 端需要采取一些策略，如关闭一些长时间没有读写事件发生的连接，这样可 以避免一些恶意连接导致 server 端服务受损；如果条件再允许就可以以客户端机器为颗粒度，限制每个客户端的最大长连接数，这样可以完全避免某个蛋疼的客户端连累后端服务。  
短连接对于服务器来说管理较为简单，存在的连接都是有用的连接，不需要额外的控制手段。但如果客户请求频繁，将在 TCP 的建立和关闭操作上浪费时间和带宽。  
长连接和短连接的产生在于client和server采取的关闭策略，具体的应用场景采用具体的策略，没有十全十美的选择，只有合适的选择。

**什么时候用长连接，短连接？**

长连接多用于操作频繁，点对点的通讯，而且连接数不能太多情况。每个TCP连接都需要三步握手，这需要时间，如果每个操作都是先连接，再操作的话那么处理速度会降低很多，所以每个操作完后都不断开，次处理时直接发送数据包就 OK 了，不用建立 TCP 连接。例如：数据库的连接用长连接， 如果用短连接频繁的通信会造成 socket 错误，而且频繁的 socket 创建也是对资源的浪费。

而像 WEB 网站的 http 服务一般都用短链接，因为长连接对于服务端来说会耗费一定的资源，而像 WEB 网站这么频繁的成千上万甚至上亿客户端的连接用短连接会更省一些资源，如果用长连接，而且同时有成千上万的用户，如果每个用户都占用一个连接的话，那可想而知吧。所以并发量大，但每个用户无需频繁操作情况下需用短连好。

参考文章：  
[https://www.jianshu.com/p/caeec6bd1d3f][https_www.jianshu.com_p_caeec6bd1d3f]  
[http://blog.jobbole.com/104108/][http_blog.jobbole.com_104108]

[70]: /images/20220528/ac2c62c869244811940114f8ae198df5.png
[https_blog.csdn.net_weixin_40096176_article_details_79696543]: https://blog.csdn.net/weixin_40096176/article/details/79696543
[70 1]: /images/20220528/b764aa1d93d44a98b7c4fa6d0f266d27.png
[https_www.jianshu.com_p_caeec6bd1d3f]: https://www.jianshu.com/p/caeec6bd1d3f
[http_blog.jobbole.com_104108]: http://blog.jobbole.com/104108/