长链接和短链接

本文详细解析了HTTP协议中的长连接与短连接概念,包括它们与TCP/IP协议的关系,以及在不同场景下的优缺点。长连接适用于操作频繁、连接数有限的通讯,如数据库连接,能有效减少连接建立和关闭的开销。短连接则更适合于并发量大、单次请求处理快速的场景,如HTTP服务。

1.HTTP协议与TCP/IP协议的关系
HTTP的长连接和短连接本质上是TCP长链接和短链接。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。 IP协议主要解决网络路由和寻址问题,TCP协议主要解决如何在IP层之上可靠地传递数据包,使得网络上接收端收到发送端所发出的所有包,并且顺序与发送顺序一致。TCP协议是可靠的、面向连接的。
2.什么是长链接和短链接
简单的来说,就像微信上与好友聊天,就像是长连接和短连接的结合。长时间的相互聊天就建立一个长连接,当聊天结束时,长连接断开。而不频繁的聊天过程就是建立短连接。
虽然感觉这样解释很low,但好像可以这么理解。
那么变准的解释是什么呢?
在HTTP/1.0中默认使用短连接。也就是说,客户端和服务器每进行一次HTTP操作,就建立一次连接,任务结束就中断连接。当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),每遇到这样一个Web资源,浏览器就会重新建立一个HTTP会话。
而从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,客户端再次访问这个服务器时,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。实现长连接需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协议的长连接和短连接。
3.TPC连接是什么
当网络通信时采用TCP协议时,在真正的读写操作之前,客户端(client)与服务器端(server)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可以释放这个连接。连接的建立依靠“三次握手”,而释放则需要“四次握手”,所以每个连接的建立都是需要资源消耗和时间消耗的。
三次握手示意图:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
四次握手示意图:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
3.1 TPC的长连接与短连接
长连接:
所谓长连接,指在一个TCP连接上可以连续发送多个数据包,在TCP连接保持期间,如果没有数据包发送,需要双方发检测包以维持此连接,一般需要自己做在线维持(不发生RST包和四次挥手)。
连接→数据传输→保持连接(心跳)→数据传输→保持连接(心跳)→……→关闭连接(一个TCP连接通道多个读写通信);
这就要求长连接在没有数据通信时,定时发送数据包(心跳),以维持连接状态;
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。
短连接:
短连接是指通信双方有数据交互时,就建立一个TCP连接,数据发送完成后,则断开此TCP连接(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);
连接→数据传输→关闭连接;
4. 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端适合使用长连接。在长连接的应用场景下,client端一般不会主动关闭连接,当client与server之间的连接一直不关闭,随着客户端连接越来越多,server会保持过多连接。这时候server端需要采取一些策略,如关闭一些长时间没有请求发生的连接,这样可以避免一些恶意连接导致server端服务受损;如果条件允许则可以限制每个客户端的最大长连接数,这样可以完全避免恶意的客户端拖垮整体后端服务。
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较多时间和带宽。
长连接和短连接的产生在于client和server采取的关闭策略。不同的应用场景适合采用不同的策略。
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。
5.什么时候用长连接,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。

转至:https://www.cnblogs.com/gotodsp/p/6366163.html

长连接短链接的配置方式取决于使用的协议框架,以下是一些常见的配置方法: --- ### 一、HTTP 协议中的长连接配置(Keep-Alive) 在 HTTP/1.1 中,默认使用长连接,可以通过以下方式配置: #### 1. **客户端(如浏览器)或服务器(如 Nginx、Apache)配置** - **请求头设置**: ```http Connection: keep-alive ``` - **服务器响应头设置**: ```http Connection: keep-alive Keep-Alive: timeout=5, max=100 ``` - `timeout=5`:连接空闲5秒后关闭。 - `max=100`:该连接最多处理100次请求后关闭。 #### 2. **Nginx 配置示例** ```nginx http { upstream backend { server 127.0.0.1:8080; } server { listen 80; location / { proxy_pass http://backend; proxy_http_version 1.1; proxy_set_header Connection ''; proxy_set_header Keep-Alive 'timeout=60s'; proxy_buffering off; } } } ``` --- ### 二、TCP 长连接配置(如 Socket 编程) 在 TCP 套接字编程中,长连接需要手动管理。 #### 1. **服务端配置示例(Python)** ```python import socket server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) server.bind(('0.0.0.0', 8888)) server.listen(5) while True: client_socket, addr = server.accept() print(f"Connected by {addr}") while True: data = client_socket.recv(1024) if not data: break print("Received:", data.decode()) client_socket.close() ``` #### 2. **客户端配置** ```python import socket import time client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) client.connect(('127.0.0.1', 8888)) for i in range(5): client.sendall(b"Hello Server") response = client.recv(1024) print("Server response:", response.decode()) time.sleep(1) client.close() ``` --- ### 三、短链接配置示例 短链接通常是一次请求后立即断开,例如: #### 1. **HTTP 短链接** - 客户端请求头中设置: ```http Connection: close ``` #### 2. **TCP 短链接** - 每次通信后主动关闭连接: ```python client.sendall(b"Hello") response = client.recv(1024) client.close() ``` --- ### 四、WebSocket 长连接配置(基于 HTTP 升级) #### 1. **客户端** ```javascript const socket = new WebSocket('ws://example.com/socket'); socket.onopen = () => { socket.send('Hello Server'); }; socket.onmessage = (event) => { console.log('Received:', event.data); }; ``` #### 2. **服务端(Node.js + ws 库)** ```javascript const WebSocket = require('ws'); const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 }); wss.on('connection', (ws) => { console.log('Client connected'); ws.on('message', (message) => { console.log('Received:', message); ws.send(`Echo: ${message}`); }); }); ``` --- ### 总结配置要点: - **长连接**:保持连接、设置超时、心跳机制(如 `ping/pong`)。 - **短链接**:每次通信后关闭连接,适合一次性请求。 ---
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