最近有人問我長連接和短連接的問題，順便寫文一篇僅供對這幾個概念還不是很清楚的朋友學習
在開始講之前先來熟悉幾個概念
1.socket
Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把複雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口後面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織數據，以符合指定的協議.如今大多數基於網絡的軟件，如瀏覽器，即時通訊工具甚至是P2P下載都是基於Socket實現的
Socket通信實例：
主機 A 的應用程序要能和主機 B 的應用程序通信，必須通過 Socket 建立連接，而建立 Socket 連接必須需要底層 TCP/IP 協議來建立 TCP 連接。建立 TCP 連接需要底層 IP 協議來尋址網絡中的主機。我們知道網絡層使用的 IP 協議可以幫助我們根據 IP 地址來找到目標主機，但是一臺主機上可能運行著多個應用程序，如何才能與指定的應用程序通信就要通過 TCP 或 UPD 的地址也就是端口號來指定。這樣就可以通過一個 Socket 實例唯一代表一個主機上的一個應用程序的通信鏈路了。
2.tcp和udp
UDP，也就是用戶數據報協議。UDP是一種無連接的協議，這就意味著我們每次發送數據報時，需要同時發送本機的socket描述符和接收端的socket描述符。因此，我們在每次通信時都需要發送額外的數據
TCP，也就是傳輸控制協議。和UDP不同，TCP是一種基於連接的協議。在使用流通信之前，我們必須在通信的一對socket之間建立連接。其中一個socket作為服務器進行監聽連接請求。另一個則作為客戶端進行連接請求。一旦兩個socket建立好了連接，他們可以單向或雙向進行數據傳輸。
3.tcp/ip
TCP/IP是個協議組，可分為三個層次：網絡層、傳輸層和應用層。
在網絡層有IP協議、ICMP協議、ARP協議、RARP協議和BOOTP協議。
在傳輸層中有TCP協議與UDP協議。
在應用層有:TCP包括FTP、HTTP、TELNET、SMTP等協議 UDP包括DNS、TFTP等協議
4.TCP連接的建立和關閉
當網絡通信時採用TCP協議時，在真正的讀寫操作之前，server與client之間必須建立一個連接，當讀寫操作完成後，雙方不再需要這個連接時它們可以釋放這個連接，連接的建立是需要三次握手的，而釋放則需要4次握手，所以說每個連接的建立都是需要資源消耗和時間消耗的
經典的三次握手示意圖：
5.短連接
連接->傳輸數據->關閉連接
HTTP中的短連接：是無狀態的，瀏覽器和服務器每進行一次HTTP操作，就建立一次連接，但任務結束就中斷連接。
也可以這樣說----短連接是指SOCKET連接後發送後接收完數據後馬上斷開連接。
HTTP的長連接和短連接本質上是TCP長連接和短連接。HTTP屬於應用層協議，在傳輸層使用TCP協議，在網絡層使用IP協議。IP協議主要解決網絡路由和尋址問題，TCP協議主要解決如何在IP層之上可靠的傳遞數據包，使在網絡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。
HTTP/1.1起，默認使用長連接，用以保持連接特性。使用長連接的HTTP協議，會在響應頭有加入這行代碼：
Connection:keep-alive
HTTP長連接的過期時間
上圖中的Keep-Alive: timeout=20，表示這個TCP通道可以保持20秒。另外還可能有max=XXX，表示這個長連接最多接收XXX次請求就斷開。對於客戶端來說，如果服務器沒有告訴客戶端超時時間也沒關係，服務端可能主動發起四次握手斷開TCP連接，客戶端能夠知道該TCP連接已經無效；另外TCP還有心跳包來檢測當前連接是否還活著，方法很多，避免浪費資源。
tcp中的短連接：我們模擬一下TCP短連接的情況，client向server發起連接請求，server接到請求，然後雙方建立連接。client向server發送消息，server回應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後立即關閉連接的，當然不排除有特殊的情況。從上面的描述看，短連接一般只會在client/server間傳遞一次讀寫操作
短連接的優點是：管理起來比較簡單，存在的連接都是有用的連接，不需要額外的控制手段
6.長連接
連接->傳輸數據->保持連接 -> 傳輸數據-> 傳輸中 ->關閉連接。
長連接指建立SOCKET連接後不管是否使用都保持連接，但安全性較差。
http中的長連接：HTTP也可以建立長連接的，使用Connection:keep-alive，HTTP 1.1默認進行持久連接。HTTP1.1和HTTP1.0相比較而言，最大的區別就是增加了持久連接支持(貌似最新的 http1.0 可以顯示的指定 keep-alive),但還是無狀態的，或者說是不可以信任的。
tcp中的長連接：接下來我們再模擬一下長連接的情況，client向server發起連接，server接受client連接，雙方建立連接。Client與server完成一次讀寫之後，它們之間的連接並不會主動關閉，後續的讀寫操作會繼續使用這個連接。
首先說一下TCP/IP中的TCP保活功能，保活功能主要為服務器應用提供服務，服務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，使得服務器上保留一個半開放的連接，而服務器又在等待來自客戶端的數據，則服務器將應遠等待客戶端的數據，保活功能就是試圖在服務器端檢測到這種半開放的連接。
如果一個給定的連接在兩小時內沒有任何的動作，則服務器就向客戶發一個探測報文段，客戶主機必須處於以下4個狀態之一：
客戶主機依然正常運行，並從服務器可達。客戶的TCP響應正常，而服務器也知道對方是正常的，服務器在兩小時後將保活定時器復位。
客戶主機已經崩潰，並且關閉或者正在重新啟動。在任何一種情況下，客戶的TCP都沒有響應。服務端將不能收到對探測的響應，並在75秒後超時。服務器總共發送10個這樣的探測 ，每個間隔75秒。如果服務器沒有收到一個響應，它就認為客戶主機已經關閉並終止連接。
客戶主機崩潰並已經重新啟動。服務器將收到一個對其保活探測的響應，這個響應是一個復位，使得服務器終止這個連接。
客戶機正常運行，但是服務器不可達，這種情況與2類似，TCP能發現的就是沒有收到探查的響應。
什麼時候用長連接，短連接？
長連接多用於操作頻繁，點對點的通訊，而且連接數不能太多情況，。每個TCP連接都需要三步握手，這需要時間，如果每個操作都是先連接，再操作的話那麼處理速度會降低很多，所以每個操作完後都不斷開，次處理時直接發送數據包就OK了，不用建立TCP連接。例如：數據庫的連接用長連接， 如果用短連接頻繁的通信會造成socket錯誤，而且頻繁的socket 創建也是對資源的浪費。
而像WEB網站的http服務一般都用短鏈接，因為長連接對於服務端來說會耗費一定的資源，而像WEB網站這麼頻繁的成千上萬甚至上億客戶端的連接用短連接會更省一些資源，如果用長連接，而且同時有成千上萬的用戶，如果每個用戶都佔用一個連接的話，那可想而知吧。所以併發量大，但每個用戶無需頻繁操作情況下需用短連好。
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