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1. HTTP協議與TCP/IP協議的關系

• HTTP的長連接和短連接本質上是TCP長連接和短連接。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層之上可靠地傳遞數據包，使得網絡上接收端收到發送端所發出的所有包，並且順序與發送順序一致。TCP協議是可靠的、面向連接的。

2. 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麽狀態。也就是說，打開一個服務器上的網頁和上一次打開這個服務器上的網頁之間沒有任何聯系。

• HTTP是一個無狀態的面向連接的協議，無狀態不代表HTTP不能保持TCP連接，更不能代表HTTP使用的是UDP協議（無連接）。

3. 什麽是長連接、短連接？

短連接：

• 在HTTP/1.0中默認使用短連接。也就是說，客戶端和服務器每進行一次HTTP操作，就建立一次連接，任務結束就中斷連接

• 當客戶端瀏覽器訪問的某個HTML或其他類型的Web頁中包含有其他的Web資源（如JavaScript文件、圖像文件、CSS文件等），每遇到這樣一個Web資源，瀏覽器就會重新建立一個HTTP會話。

長連接：

• 而從HTTP/1.1起，默認使用長連接，用以保持連接特性。使用長連接的HTTP協議，會在響應頭加入這行代碼：

 Connection:keep-alive

• 在使用長連接的情況下，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連接不會關閉，客戶端再次訪問這個服務器時，會繼續使用這一條已經建立的連接

• Keep-Alive不會永久保持連接，它有一個保持時間，可以在不同的服務器軟件（如Apache）中設定這個時間。實現長連接需要客戶端和服務端都支持長連接。

HTTP協議的長連接和短連接，實質上是TCP協議的長連接和短連接。

3.1. TCP連接

3.2. TCP短連接

模擬一下TCP短連接的情況：

• client向server發起連接請求，server接到請求，然後雙方建立連接。

• client向server發送消息，server回應client，然後一次請求就完成了。這時候雙方任意都可以發起close操作，不過一般都是client先發起close操作。

• 上述可知，短連接一般只會在 client/server間傳遞一次請求操作。

短連接的優點是：管理起來比較簡單，存在的連接都是有用的連接，不需要額外的控制手段。

3.3. TCP長連接

我們再模擬一下長連接的情況：

• client向server發起連接，server接受client連接，雙方建立連接，client與server完成一次請求後，它們之間的連接並不會主動關閉，後續的讀寫操作會繼續使用這個連接。

• TCP的保活功能主要為服務器應用提供。

• 如果客戶端已經消失而連接未斷開，則會使得服務器上保留一個半開放的連接，而服務器又在等待來自客戶端的數據，此時服務器將永遠等待客戶端的數據。保活功能就是試圖在服務端器端檢測到這種半開放的連接。

如果一個給定的連接在兩小時內沒有任何動作，服務器就向客戶發送一個探測報文段，根據客戶端主機響應探測4個客戶端狀態：

• 客戶主機依然正常運行，且服務器可達。此時客戶的TCP響應正常，服務器將保活定時器復位。

• 客戶主機已經崩潰，並且關閉或者正在重新啟動。上述情況下客戶端都不能響應TCP。服務端將無法收到客戶端對探測的響應。服務器總共發送10個這樣的探測，每個間隔75秒。若服務器沒有收到任何一個響應，它就認為客戶端已經關閉並終止連接。

• 客戶端崩潰並已經重新啟動。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連接。

• 客戶機正常運行，但是服務器不可達。這種情況與第二種狀態類似。

4. 長連接和短連接的優點和缺點

由上可以看出：

長連接優缺點：

• 長連接可以省去較多的TCP建立和關閉的操作，減少浪費，節約時間。

• 對於頻繁請求資源的客戶端適合使用長連接。

• 在長連接的應用場景下，client端一般不會主動關閉連接，當client與server之間的連接一直不關閉，隨著客戶端連接越來越多，server會保持過多連接。

• 這時候server端需要采取一些策略，如關閉一些長時間沒有請求發生的連接，這樣可以避免一些惡意連接導致server端服務受損；如果條件允許則可以限制每個客戶端的最大長連接數，這樣可以完全避免惡意的客戶端拖垮整體後端服務。

短連接優缺點：

• 對於服務器來說管理較為簡單，存在的連接都是有用的連接，不需要額外的控制手段。

• 但如果客戶請求頻繁，將在TCP的建立和關閉操作上浪費較多時間和帶寬。

長連接和短連接的產生在於client和server采取的關閉策略。不同的應用場景適合采用不同的策略。

長連接短連接操作過程

短連接的操作步驟是：

• 建立連接——數據傳輸——關閉連接...建立連接——數據傳輸——關閉連接

長連接的操作步驟是：

• 建立連接——數據傳輸...（保持連接）...數據傳輸——關閉連接

什麽時候用長連接，短連接？ 　　

長連接多用於操作頻繁，點對點的通訊，而且連接數不能太多情況。

每個TCP連接都需要三步握手，這需要時間，如果每個操作都是先連接，再操作的話那麽處理速度會降低很多，所以每個操作完後都不斷開，次處理時直接發送數據包就OK了，不用建立TCP連接。

例如：數據庫的連接用長連接， 如果用短連接頻繁的通信會造成socket錯誤，而且頻繁的socket 創建也是對資源的浪費。

而像WEB網站的http服務一般都用短鏈接，因為長連接對於服務端來說會耗費一定的資源，而像WEB網站這麽頻繁的成千上萬甚至上億客戶端的連接用短連接會更省一些資源，如果用長連接，而且同時有成千上萬的用戶，如果每個用戶都占用一個連接的話，那可想而知吧。所以並發量大，但每個用戶無需頻繁操作情況下需用短連接好。

HTTP的長連接和短連接