一、HTTP協議和TCP協議

HTTP的長連線和短連線本質上是TCP長連線和短連線。HTTP屬於應用層協議，在傳輸層使用TCP協議，在網路層使用IP協議。IP協議主要解決網路路由和定址問題，TCP協議主要解決如何在IP層之上可靠的傳遞資料包，使在網路上的另一端收到發端發出的所有包，並且順序與發出順序一致。TCP有可靠，面向連線的特點。

二、HTTP協議的長連線和短連線

在HTTP/1.0中，預設使用的是短連線。也就是說，瀏覽器和伺服器每進行一次HTTP操作，就建立一次連線，但任務結束就中斷連線。如果客戶端瀏覽器訪問的某個HTML或其他型別的 Web頁中包含有其他的Web資源，如JavaScript檔案、影象檔案、CSS檔案等；當瀏覽器每遇到這樣一個Web資源，就會建立一個HTTP會話

但從 HTTP/1.1起，預設使用長連線，用以保持連線特性。使用長連線的HTTP協議，會在響應頭有加入這行程式碼：

在使用長連線的情況下，當一個網頁開啟完成後，客戶端和伺服器之間用於傳輸HTTP資料的 TCP連線不會關閉，如果客戶端再次訪問這個伺服器上的網頁，會繼續使用這一條已經建立的連線。Keep-Alive不會永久保持連線，它有一個保持時間，可以在不同的伺服器軟體（如Apache）中設定這個時間。實現長連線要客戶端和服務端都支援長連線。

HTTP協議的長連線和短連線，實質上是TCP協議的長連線和短連線。

三、TCP長連線和短連線：

我們模擬一下TCP短連線的情況，client向server發起連線請求，server接到請求，然後雙方建立連線。client向server 傳送訊息，server迴應client，然後一次讀寫就完成了，這時候雙方任何一個都可以發起close操作，不過一般都是client先發起 close操作。為什麼呢，一般的server不會回覆完client後立即關閉連線的，當然不排除有特殊的情況。從上面的描述看，短連線一般只會在 client/server間傳遞一次讀寫操作

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

接下來我們再模擬一下長連線的情況，client向server發起連線，server接受client連線，雙方建立連線。Client與server完成一次讀寫之後，它們之間的連線並不會主動關閉，後續的讀寫操作會繼續使用這個連線。

首先說一下TCP/IP詳解上講到的TCP保活功能，保活功能主要為伺服器應用提供，伺服器應用希望知道客戶主機是否崩潰，從而可以代表客戶使用資源。如果客戶已經消失，使得伺服器上保留一個半開放的連線，而伺服器又在等待來自客戶端的資料，則伺服器將應遠等待客戶端的資料，保活功能就是試圖在服務 器端檢測到這種半開放的連線。

四、長連線和短連線的生命週期

短連線在建立連線後，完成一次讀寫就會自動關閉了。

正常情況下，一條TCP長連線建立後，只要雙不提出關閉請求並且不出現異常情況，這條連線是一直存在的，作業系統不會自動去關閉它，甚至經過物理網路拓撲的改變之後仍然可以使用。所以一條連線保持幾天、幾個月、幾年或者更長時間都有可能，只要不出現異常情況或由使用者（應用層）主動關閉。

在程式設計中，往往需要建立一條TCP連線，並且長時間處於連線狀態。所謂的TCP長連線並沒有確切的時間限制，而是說這條連線需要的時間比較長。

五、怎樣維護長連線或者檢測中斷

1、在應用層使用heartbeat來主動檢測。

對於實時性要求較高的網路通訊程式，往往需要更加及時的獲取已經中斷的連線，從而進行及時的處理。但如果對方的連線異常中斷，往往是不能及時的得到對方連線已經中斷的資訊，作業系統檢測連線是否中斷的時間間隔預設是比較長的，即便它能夠檢測到，但卻不符合我們的實時性需求，所以需要我們進行手工去不斷探測。

探測的方式有兩種：

2、改變socket的keepalive選項，以使socket檢測連線是否中斷的時間間隔更小，以滿足我們的及時性需求。有關的幾個選項使用和解析如下：

A、我們在檢測對端以一種非優雅的方式斷開連線的時候，可以設定SO_KEEPALIVE屬性使得我們在2小時以後發現對方的TCP連線是否依然存在。用法如下：

keepAlive = 1；

setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void*)&keepAlive, sizeof(keepAlive));

B、如果我們不想使用這麼長的等待時間，可以修改核心關於網路方面的配置引數，也可設定SOCKET的TCP層（SOL_TCP）選項TCP_KEEPIDLE、TCP_KEEPINTVL和TCP_KEEPCNT。

TCP_KEEPIDLE：開始首次KeepAlive探測前的TCP空閉時間

The tcp_keepidle parameter specifies the interval of inactivity that causes TCP to generate a KEEPALIVE transmission for an application that requests them. tcp_keepidle defaults to 14400 (two hours).

TCP_KEEPINTVL：兩次KeepAlive探測間的時間間隔

The tcp_keepintvl parameter specifies the interval between the nine retries that are attempted if a KEEPALIVE transmission is not acknowledged. tcp_keepintvl defaults to 150 (75 seconds).

TCP_KEEPCNT：斷開前的KeepAlive探測次數

The TCP_KEEPCNT option specifies the maximum number of keepalive probes to be sent. The value of TCP_KEEPCNT is an integer value between 1 and n, where n is the value of the systemwide tcp_keepcnt parameter. 

如果心搏函式要維護客戶端的存活，即伺服器必須每隔一段時間必須向客戶段傳送一定的資料，那麼使用SO_KEEPALIVE是有很大的不足的。因為SO_KEEPALIVE選項指"此套介面的任一方向都沒有資料交換"。在Linux 2.6系列上，上面話的理解是隻要開啟SO_KEEPALIVE選項的套介面端檢測到資料傳送或者資料接受就認為是資料交換。因此在這種情況下使用 SO_KEEPALIVE選項 檢測對方是否非正常連線是完全沒有作用的，在每隔一段時間發包的情況， keep-alive的包是不可能被髮送的。上層程式在非正常斷開的情況下是可以正常傳送包到緩衝區的。非正常端開的情況是指伺服器沒有收到"FIN" 或者 "RST"包。