长连接与短连接

1 什么是长连接和短连接

知识储备：

（1）http1.1与http2.0

首先要了解长连接与短连接指的是TCP连接。现在使用最多的还是http1.1，虽然http2.0早已诞生，但是我不明白为什么现在不是以http2.0为主。所以我查了百科资料发现有这样的解释：

在开放互联网上HTTP 2.0将只用于https://网址，而 http://网址将继续使用HTTP/1，目的是在开放互联网上增加使用加密技术，以提供强有力的保护去遏制主动攻击。

由于http1.1使用在http协议上，而http2.0使用在https协议上，虽然如今https已经日渐成为标准，但是由http向https过渡还需要很长一段时间。首先笔者之前也写过一个小网站，https配置不难，只要到对应的机构申请SSL证书，然后配置在自己服务器上即可，而且是免费的，缺点是需要一年更新一次SSL证书。因为我配置过https协议，明白https只能接受https的资源数据，所有http资源数据都会被屏蔽掉，当然有少数浏览器可能不会屏蔽，但是谷歌、edge这些浏览器是把http数据认为是不安全的，所以会屏蔽，现在市场上大量存在http网站的原因并不是这些企业以及机构不想升级为https协议，而是不能这样做，如果升级，那么这些企业及机构网站使用到的数据都要更换为https协议的，当然如果是自己的数据，那么只要遍历自己的数据库，更新即可，但是如果是依赖于第三方的数据的话，那么还要第三方数据也更新为https协议，而如果第三方还依赖于第四方数据的话，那么还需要第四方也更新为https协议，这样无限套娃，还是非常可怕的，所以从http到https协议还需要一段时间要走。

（2）网络七层

七层模型介绍

• 物理层：
  物理层负责最后将信息编码成电流脉冲或其它信号用于网上传输；
  eg：RJ45等将数据转化成0和1；
• 数据链路层:
  数据链路层通过物理网络链路??供数据传输。不同的数据链路层定义了不同的网络和协 议特征,其中包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、数据帧序列以及流控;
  可以简单的理解为：规定了0和1的分包形式，确定了网络数据包的形式；
• 网络层
  网络层负责在源和终点之间建立连接;
  可以理解为，此处需要确定计算机的位置，怎么确定？IPv4，IPv6！
• 传输层
  传输层向高层??提供可靠的端到端的网络数据流服务。
  可以理解为：每一个应用程序都会在网卡注册一个端口号，该层就是端口与端口的通信！常用的（TCP／IP）协议；
• 会话层
  会话层建立、管理和终止表示层与实体之间的通信会话；
  建立一个连接（自动的手机信息、自动的网络寻址）;
• 表示层:
  表示层??供多种功能用于应用层数据编码和转化,以确保以一个系统应用层发送的信息 可以被另一个系统应用层识别;
  可以理解为：解决不同系统之间的通信，eg：Linux下的QQ和Windows下的QQ可以通信；
• 应用层:
  OSI 的应用层协议包括文件的传输、访问及管理协议(FTAM) ,以及文件虚拟终端协议(VIP)和公用管理系统信息(CMIP)等;
  规定数据的传输协议；
  常见的应用层协议：
  

   

  

   

   

  值得注意的是http与https协议都是应用层协议，而tcp协议才是传输层协议，所以通常长短连接指的是tcp连接而非http连接。打个形象的比喻： 拿你在网上购物来说，HTTP协议是指的那个快递单，你寄件的时候填的单子就像是发了一个HTTP请求，等货物运到地方了，快递员会根据你发的请求把货物送给相应的收货人。而TCP协议就是中间运货的那个大货车，也可能是火车或者飞机，但不管是什么，它是负责运输的，因此必须要有路，不管是地上还是天上。那么这个路就是所谓的TCP连接，也就是一个双向的数据通道。

  （3）关于http请求头的connection

  通常我们如果看见http的请求头里面有connection：keepalive

  

   

   

   此处的作用并不是http协议实现长连接，事实上http是无连接的，指的是并不能把http认为具有连接性，http只是由客户端发起请求，服务端返回响应，随即结束。至于为什么要把这个属性设置为keep-alive是因为要通知传输层的tcp协议为长连接的，这样达到多个http协议复用一个tcp连接的目的，达到了tcp为长连接，这样就可以持续客户端的发送http请求并得到服务器的http响应。为什么要设置tcp协议为长连接？我的理解是每一次tcp连接都需要建立三次握手，每一次断开tcp连接都需要经历四次挥手。如果tcp为短连接，那么将会频繁的建立tcp连接，不断的建立三次握手与四次挥手，造成服务器负担与客户端的负担，这样会造成数据响应非常慢，导致用户体验非常糟糕。

  正文内容：
  

 

三次握手和四次挥手

TCP区别于UDP最重要的特点是TCP必须建立在可靠的连接之上，连接的建立和释放就是握手和挥手的过程。

三次握手为连接的建立过程，握手失败则连接建立失败。

四次挥手为连接的完整释放过程，也会发生某个消息丢失或者超时的情况，有一方主动发送FIN消息即表示连接即将释放。

注：SYN、ACK、FIN消息具有哪些含义，以及连接的状态，请参考《TCP/IP详解 卷1》第18章。

长连接

长连接，也叫持久连接，在TCP层握手成功后，不立即断开连接，并在此连接的基础上进行多次消息（包括心跳）交互，直至连接的任意一方（客户端OR服务端）主动断开连接，此过程称为一次完整的长连接。HTTP 1.1相对于1.0最重要的新特性就是引入了长连接。

短连接

短连接，顾名思义，与长连接的区别就是，客户端收到服务端的响应后，立刻发送FIN消息，主动释放连接。也有服务端主动断连的情况，凡是在一次消息交互（发请求-收响应）之后立刻断开连接的情况都称为短连接。

注：短连接是建立在TCP协议上的，有完整的握手挥手流程，区别于UDP协议。

2 如何快速区分当前连接使用的是长连接还是短连接

1、凡是在一次完整的消息交互（发请求-收响应）之后，立刻断开连接（有一方发送FIN消息）的情况都称为短连接；

2、长连接的一个明显特征是会有心跳消息（也有没有心跳的情况），且一般心跳间隔都在30S或者1MIN左右，用wireshark抓包可以看到有规律的心跳消息交互（可能会存在毫秒级别的误差）。

3 什么时候用长连接，短连接？

1、需要频繁交互的场景使用长连接，如即时通信工具（微信/QQ，QQ也有UDP），相反则使用短连接，比如普通的web网站，只有当浏览器发起请求时才会建立连接，服务器返回相应后，连接立即断开。

2、维持长连接会有一定的系统开销，用户量少不容易看出系统瓶颈，一旦用户量上去了，就很有可能把服务器资源（内存/CPU/网卡）耗尽，所以使用需谨慎。

 参考文章：

【1】https://blog.csdn.net/qq_22238021/article/details/81197157

【2】https://blog.csdn.net/maquealone/article/details/87345795

【3】https://www.cnblogs.com/sunsky303/p/10647255.html