原因

NAT（Network Address Translation）的作用你懂的，在互聯網上，只有公網IP才能路由無阻，我們的私有IP需要路由器設備代理：有公網IP的路由器用為我們分配一個端口，用這個端口和服務端通信；對於服務端來說，和它建立連接的並不是我們自己的機器，而是路由器。

路由器我們可以暫時不討論，這個NAT失效的概率很小。我們來看看基站。

假如市中心有一個移動的基站，人來人往，車來車往，大家的手機進入基站區域，通過基站連接到了某些服務器，然後短時間又離開了基站。基站NAT可用的端口有限的，最大65535（理論值）個。如果NAT映射表不清除那些短暫連入基站的條目，一旦映射表滿了，後續就無法再提供NAT服務了。

所以，基站一般設置較短的NAT失效時間（3分鐘左右），超過這個時間，如果這個端口沒有收發數據，就會移除端口，對應的TCP連接就失效了！心跳的作用剛好就可以延長NAT條目保存的時間

。

還有問題

即使你使用了心跳也不能100%保證客戶端成功接收，只是說成功概率更大了而已。

為什麼？因為我們的心跳間隔一般不會太小，否則變相DOS攻擊自己的服務器。在心跳間隔期間，連接失效，我們的推送一樣失敗。最悲傷的情況是剛心跳完，就失效了。

另外你要弱化連接的概念，網絡中並不存在一條固定保持的鏈路，只是雙方主機各自為連接保持了一個端口而已。真實網絡中，這個數據能不能真正路由到對方，雙方只有在收發數據的時候才能確認。所以，我們面向互聯網的服務器，有很多的半連接存在（我們的服務認為對方還在線）！這個也是心跳存在的最大理由。而基站nat是面向移動端的最常見的問題！所以面向移動應用保持長鏈接，我們的心跳時間會略小於基站NAT失效時間！

遷徙de麻雀

“我是喲喲吼說科技，專注於數據網絡的回答，歡迎大家與我交流數據網絡的問題”

心跳機制是在數據通信連接中，定時發送一個自定義結構的心跳報文，讓對端清楚自己還在線，保證連接的有效性。

如題，服務器端在設計心跳的主要目的就是為了探測對端是否還正常在線，兩端都可以發送心跳的報文，主要通過此方式去判斷用戶側是否在線，若不在線則對服務器端的緩存數據進行清理，即主動對用戶進行下線操作。以遊戲服務端為例做舉例：

當用戶登錄某遊戲進行試玩，因為其它原因長時間掛機，沒有操作，這時服務器端與客戶端就會交互心跳報文，證明此用戶還在線，因此會保證用戶連接狀態，但也可以設置對應時間段內若沒有任何操作進行下線處理；

當用戶登錄遊戲後，因為其它原因造成主機非正常關機，沒有根據正常的操作步驟去下線，這時就會通過心跳報文來判斷主機是否正常在線，若不在線即可直接進行下線處理。

個人認為，應用層的心跳報文與TCP連接的Keep-alive機制在功能上是一樣的效果，但是TCP的的這種機制存在弊端（如：在TCP建立連接後啟用定時器，若沒到定時器設置的時間點發生中斷，那麼TCP不能及時將連接斷開），而應用層的心跳機制可以設置數據發送的頻率，因此心跳報文的功能只是負責告訴對方我在線，而不需要進行其它功能的交互。