http中的长连接和短连接你真的了解吗？-编程知识

做web开发的老铁应该都知道http协议，它是前后端通信中非常常用的一种通信协议，HTTP（HyperText Transfer Protocol）即超文本传输协议，是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。

HTTP协议是一个基于请求-响应模型的协议，客户端（浏览器、移动客户端等）发起请求，服务端接收请求后进行处理并返回响应。

在HTTP协议中，有两种连接方式：长连接和短连接，它们主要区别在于连接的持续时间和资源利用率。

长/短连接到底是啥

长连接，又称持久连接（Persistent Connection），是指在一个TCP连接上可以连续发送多个请求和响应报文，在通信双方的任何一方主动关闭连接之前，连接一直保持。长连接在HTTP/1.1中是默认启用的，通过设置请求头部的Connection字段为Keep-Alive来实现，

短连接，又称非持久连接（Non-Persistent Connection），是指客户端与服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，任务结束后则断开连接。在HTTP/1.0中，短连接是默认的连接方式。

该用哪个

虽然我们知道了长连接和短连接是什么了，但是在实际的使用场景中，该如何选择呢？

下面我们来对比一下，长连接和短连接各自的使用场景。

使用长连接

可以减少了TCP连接的建立和关闭次数，降低了网络资源消耗。例如，对于一个网站，用户在浏览多个页面时，使用长连接可以避免频繁建立和关闭连接，节省了网络资源。

同时可以提高数据传输效率，减少了网络延迟。例如，在一个文件传输过程中，使用长连接可以避免每次传输一个文件都需要重新建立连接，从而提高了文件传输的效率。

当然长连接也有一些不足之处：

长连接会占用更多的服务器资源，如内存、文件描述符等。例如，当有大量客户端同时连接到服务器时，服务器需要为每个客户端保持一个连接，可能导致服务器资源耗尽。

当客户端数量较多时，可能导致服务器资源耗尽。

使用短连接

短连接相对长连接，不会长时间的占用服务器资源。适用于请求量较小、连接数较多的场景。例如，在一个物联网应用中，大量设备定时向服务器发送数据，短连接可以避免长时间占用服务器资源。

短连接的不足之处也很明显：

短连接需要频繁建立和关闭TCP连接，增加了网络资源消耗。例如，在一个网站中，用户访问多个页面时，使用短连接需要为每个页面重新建立连接，消耗了较多的网络资源。

如何管理长连接

上文说了，长连接和短连接的使用场景和不足之处，那么我们具体该怎么使用呢？

其实在平时的业务开发的过程中，我们经常使用的方案是这样的：

如果并发量不大的系统中可以使用长连接，同时设置长连接的超时过期时间，

超时过期：如果一个链接上长时间没有请求的话，那么就断开这个链接, 比如，nginx 提供的 keepalive_timeout 参数

如果是并发量比较大的系统，那么就要使用长连接了，因为在大并发的情况下，使用短连接需要频繁建立和断开连接，产生很多不必要的消耗，除此之外，链接断开的过程中会在 time_wait 状态下停留2MSL的时间间隔，这段时间链接使用的四元组会被占用，这个对客户端和服务端都有一定的影响，但是这种状态对服务端和客户端的影响是不一样的，有老铁知道其中的差异吗？

而且这里还要注意一点，很多服务端在实现长连接的过程中会控制单个长连接上请求的个数，也是说，一个链接上请求个数超过一定数量后，服务端就会强制断开这个连接，比如 nginx 的 keepalive_requests 参数

如果并发量比较大，同时这限制的阈值比较小的话，还是会存在大量的 time_wait状态的链接。

实操一下

下面我们使用java语言中的技术栈，通过一个简单的例子来模拟一下，长连接和短连接。

短连接实现

客户端

   public static void main(String[] args) {HttpClient client = HttpClients.createDefault();for (int i = 0; i < 10; i++) {InputStream in = null;HttpGet httpGet = new HttpGet("http://127.0.0.1:8086/req");Header[] headerArrays = new Header[]{new BasicHeader("Connection", "close")};httpGet.setHeaders(headerArrays);try {HttpResponse response = client.execute(httpGet);System.out.println(EntityUtils.toString(response.getEntity(), "UTF-8"));in = response.getEntity().getContent();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {IOUtils.closeQuietly(in);}}}

服务端

    @GetMapping(value = "/req")public String req(HttpServletRequest request){String remoteHost = request.getRemoteHost(); // client ipint remotePort = request.getRemotePort(); // client portSystem.out.println( remoteHost + ":" + remotePort);return "req";}

在上述代码中

服务端使用spring-boot中自带的tomcat作为http服务器，处理请求的逻辑也比较简单，当收到客户端的请求后，打印出客户端发送请求时，创建链接使用的ip和端口号。

客户端使用http-client作为http的客户端。

实现短连接的关键在于客户端发送请求使用如下的http请求头：

"Connection", "close"

该请求头的含义表示，告诉服务端：我这次发送的http请求使用的是短连接，你处理完请求后，主动断开连接。

通过查看服务端的日志可以发现，每次请求使用的端口号，都是不同的，表示每次发起请求都是新建的链接。

在这里插入图片描述

长连接实现

客户端

    public static void main(String[] args) {HttpClient client = HttpClients.createDefault();for (int i = 0; i < 10; i++) {InputStream in = null;HttpGet httpGet = new HttpGet("http://127.0.0.1:8086/req");Header[] headerArrays = new Header[]{new BasicHeader("Connection", "Keep-Alive")};httpGet.setHeaders(headerArrays);try {HttpResponse response = client.execute(httpGet);System.out.println(EntityUtils.toString(response.getEntity(), "UTF-8"));in = response.getEntity().getContent();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {IOUtils.closeQuietly(in);}}}

服务端

    @GetMapping(value = "/req")public String req(HttpServletRequest request){String remoteHost = request.getRemoteHost(); // client ipint remotePort = request.getRemotePort(); // client portSystem.out.println( remoteHost + ":" + remotePort);return "req";}

上面实现长连接的代码和实现短连接时基本相同，差异的地方在于客户端发送请求使用的请求头做了调整：

"Connection", "Keep-Alive"

再次观察服务端打印的日志，输出的客户端端口号都是一样的:

在这里插入图片描述

管理长连接

上文说了，长连接长时间保持着，会占用系统资源，所以tomcat等众多http服务器提供了一些参数，来控制长连接的“长度”，

1.长连接有效时间：

如果一个链接上一定时间内没有请求的话，那么服务端就会主动断开连接。
可以在服务端添加tomcat相关的配置：

server:port: 8086servlet:context-path: /tomcat:keep-alive-timeout: 2s

上述配置 keep-alive-timeout 来配置长连接的空闲超时时间。

我们可以修改客户端程序进行验证，修改后的客户端程序如下：

public static void main(String[] args) {HttpClient client = HttpClients.createDefault();for (int i = 0; i < 10; i++) {InputStream in = null;HttpGet httpGet = new HttpGet("http://127.0.0.1:8086/req");Header[] headerArrays = new Header[]{new BasicHeader("Connection", "Keep-Alive")};httpGet.setHeaders(headerArrays);try {HttpResponse response = client.execute(httpGet);System.out.println(EntityUtils.toString(response.getEntity(), "UTF-8"));in = response.getEntity().getContent();Thread.sleep(3000); // 等待3s} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {IOUtils.closeQuietly(in);}}}

客户端程序每隔3s发送一次请求，间隔时间超过长连接空闲超时时间2s。

重新启动客户端和服务端程序，服务端程序打印日志如下：
在这里插入图片描述

2.长连接上请求个数限制：

如果长连接上通过请求超过一定的数量，那么服务端也会主动断开连接。可以在服务端添加tomcat相关的配置：

server:port: 8086servlet:context-path: /tomcat:max-keep-alive-requests: 2

上述配置 max-keep-alive-requests 来配置长连接最大请求个数，这里配置为2，表示一个长连接上最多可以通过2个请求。

重新启动服务端和客户端程序，服务端程序打印日志如下：
在这里插入图片描述

从日志可以看出，只有连续两个请求的链接端口号是相同的。