Http长连接

接下来我们来聊聊Http的长连接，说到Http的长连接，避免不了会跟Tcp的长连接做一个对比。

Tcp长连接

**TCP本身并没有长短连接的区别 **，长短与否，完全取决于我们怎么用它。

短连接：每次通信时，创建 Socket；一次通信结束，调用 socket.close()。这就是一般意义上的短连接，短连接的好处是管理起来比较简单，存在的连接都是可用的连接，不需要额外的控制手段。
长连接：每次通信完毕后，不会关闭连接，这样可以做到连接的复用。长连接的好处是省去了创建连接的耗时

短连接和长连接的优势，分别是对方的劣势。想要图简单，不追求高性能，使用短连接合适，这样我们就不需要操心连接状态的管理；想要追求性能，使用长连接，我们就需要担心各种问题：比如 **端对端连接的维护，连接的保活 **。操作系统给我们提供了一种Tcp的保活机制，即：TCP的keepalive机制。

Tcp保活机制

如果在一段时间（保活时间：tcp_keepalive_time）内此连接都不活跃，开启保活功能的一端会向对端发送一个保活探测报文。

若对端正常存活，且连接有效，对端必然能收到探测报文并进行响应。此时，发送端收到响应报文则证明TCP连接正常，重置保活时间计数器即可。
若由于网络原因或其他原因导致，发送端无法正常收到保活探测报文的响应。那么在一定**探测时间间隔（tcp_keepalive_intvl）后，将继续发送保活探测报文。直到收到对端的响应，或者达到配置的探测循环次数上限（tcp_keepalive_probes）**都没有收到对端响应，这时对端会被认为不可达，TCP连接虽存在但已失效，需要将连接做中断处理。

上面提到了三个参数保活时间：tcp_keepalive_time、探测时间间隔：tcp_keepalive_intvl、探测循环次数：tcp_keepalive_probes。

这三个参数，在linux上可以在/proc/sys/net/ipv4/路径下找到，或者通过sysctl -a | grep keepalive命令查看当前内核运行参数。

[root@vm01 ~]# cd /proc/sys/net/ipv4
[root@vm01 ipv4]# pwd
/proc/sys/net/ipv4
[root@vm01 ipv4]# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time
7200
[root@vm01 ipv4]# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes
9
[root@vm01 ipv4]# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl
75
[root@vm01 ipv4]# sysctl -a | grep keepalive
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 7200
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 9
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 75

保活时间（tcp_keepalive_time）默认：7200秒
保活时间间隔（tcp_keepalive_intvl）默认：75秒
探测循环次数（tcp_keepalive_probes）默认：9次

也就是默认情况下一条TCP连接在2小时（7200秒）都没有报文交换后，会开始进行保活探测，若再经过9*75秒=11分钟15秒的循环探测都未收到探测响应，即共计：2小时11分钟15秒后会自动断开TCP连接。

Http的keep-alive

HTTP是短连接，客户端向服务器发送一个请求，得到响应后，连接就关闭。之所以这样设计使用，主要是考虑到实际情况。例如，用户通过浏览器访问一个web站点上的某个网页，当网页内容加载完毕之后，用户可能需要花费几分钟甚至更多的时间来浏览网页内容，此时完全没有必要继续维持底层连接。当用户需要访问其他网页时，再创建新的连接即可。

因此，HTTP连接的寿命通常都很短。这样做的好处是，可以极大的减轻服务端的压力。一般而言，一个站点能支撑的最大并发连接数也是有限的，面对这么多客户端浏览器，不可能长期维持所有连接。每个客户端取得自己所需的内容后，即关闭连接，更加合理。

通常一个网页可能会有很多组成部分，除了文本内容，还会有诸如：js、css、图片等静态资源，有时还会异步发起AJAX请求。只有所有的资源都加载完毕后，我们看到网页完整的内容。然而，一个网页中，可能引入了几十个js、css文件，上百张图片，如果每请求一个资源，就创建一个连接，然后关闭，代价实在太大了。基于此背景，我们希望连接能够在短时间内得到复用，在加载同一个网页中的内容时，尽量的复用连接，这就是HTTP协议中keep-alive属性的作用。

HTTP 1.0中默认是关闭的，需要在http头加入「Connection: Keep-Alive」才能启用Keep-Alive；
HTTP 1.1中默认启用Keep-Alive，如果加入「Connection: close」才关闭。

Http的keep-alive建立在底层使用Tcp长连接的基础上，前文中我们已经提到过Tcp长连接本质上是在使用时不立马关闭连接。keep-alive的作用在于通知对端不要关闭底层socket连接，下次通信时可以使用同一个连接，接下来我们通过wireshark抓包以及代码分析证明这一点。

抓包分析

首先，我们需要对测试代码稍作改动以支持keep-alive，httpClient默认支持keep-alive，所以客户端代码不需要变动，但服务端需要做如下改动：

public class HttpHelloWorldServerInitializer extends ChannelInitializer<SocketChannel> {
    @Override
    public void initChannel(SocketChannel ch) {
        ChannelPipeline p = ch.pipeline();
        p.addLast(new HttpServerCodec());
        // 加入一个HttpServerKeepAliveHandler以支持keep-alive
        p.addLast(new HttpServerKeepAliveHandler());
        p.addLast(new HttpObjectAggregator(65535));
        p.addLast(new HttpHelloWorldServerHandler());
    }
}