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🌲 HTTP 的 Keep-Alive
🌲 TCP 的 Keepalive
🌲 最后总结
🌲 参考资料
TCP 的 Keepalive 和 HTTP 的 Keep-Alive 是一个东西吗？
这是个好问题，应该有不少人都会搞混，因为这两个东西看上去太像了，很容易误以为是同一个东西。
事实上，这两个完全是两样不同东西，实现的层面也不同：
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HTTP 的 Keep-Alive，是由应用层（用户态） 实现的，称为 HTTP 长连接；
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TCP 的 Keepalive，是由 TCP 层（内核态） 实现的，称为 TCP 保活机制；
接下来，分别说说它们。
🌲 HTTP 的 Keep-Alive
HTTP 协议采用的是「请求-应答」的模式，也就是客户端发起了请求，服务端才会返回响应，一来一回这样子。
由于 HTTP 是基于 TCP 传输协议实现的，客户端与服务端要进行 HTTP 通信前，需要先建立 TCP 连接，然后客户端发送 HTTP 请求，服务端收到后就返回响应，至此「请求-应答」的模式就完成了，随后就会释放 TCP 连接。
如果每次请求都要经历这样的过程：建立 TCP -> 请求资源 -> 响应资源 -> 释放连接，那么此方式就是 HTTP 短连接，如下图：
这样实在太累人了，一次连接只能请求一次资源。
能不能在第一个 HTTP 请求完后，先不断开 TCP 连接，让后续的 HTTP 请求继续使用此连接？
当然可以，HTTP 的 Keep-Alive 就是实现了这个功能，可以使用同一个 TCP 连接来发送和接收多个 HTTP 请求/应答，避免了连接建立和释放的开销，这个方法称为 HTTP 长连接。
HTTP 长连接的特点是，只要任意一端没有明确提出断开连接，则保持 TCP 连接状态。
怎么才能使用 HTTP 的 Keep-Alive 功能？
在 HTTP 1.0 中默认是关闭的，如果浏览器要开启 Keep-Alive，它必须在请求的包头中添加：
Connection: Keep-Alive
然后当服务器收到请求，作出回应的时候，它也添加一个头在响应中：
Connection: Keep-Alive
这样做，连接就不会中断，而是保持连接。当客户端发送另一个请求时，它会使用同一个连接。这一直继续到客户端或服务器端提出断开连接。
从 HTTP 1.1 开始， 就默认是开启了 Keep-Alive，如果要关闭 Keep-Alive，需要在 HTTP 请求的包头里添加：
Connection:close
现在大多数浏览器都默认是使用 HTTP/1.1，所以 Keep-Alive 都是默认打开的。一旦客户端和服务端达成协议，那么长连接就建立好了。
HTTP 长连接不仅仅减少了 TCP 连接资源的开销，而且这给 HTTP 流水线技术提供了可实现的基础。
所谓的 HTTP 流水线，是客户端可以先一次性发送多个请求，而在发送过程中不需先等待服务器的回应，可以减少整体的响应时间。
注意！Keep-Alive为HTTP 流水线技术提供了可实现的基础，这个基础说的只是开启Keep-Alive，可以实现HTTP长连接(持久连接)。而实现HTTP流水线技术的是HTTP1.1引入的管道机制（Pipelining），管道机制允许客户端同时发出多个请求，然后服务端按照顺序响应。不要搞混了！参考资料：Keep-Alive和Pipelining
举例来说，客户端需要请求两个资源。以前的做法是，在同一个 TCP 连接里面，先发送 A 请求，然后等待服务器做出回应，收到后再发出 B 请求。HTTP 流水线机制则允许客户端同时发出 A 请求和 B 请求。
但是服务器还是按照顺序响应，先回应 A 请求，完成后再回应 B 请求。
而且要等服务器响应完客户端第一批发送的请求后，客户端才能发出下一批的请求，也就说如果服务器响应的过程发生了阻塞，那么客户端就无法发出下一批的请求，此时就造成了「队头阻塞」的问题。
可能有的同学会问，如果使用了 HTTP 长连接，如果客户端完成一个 HTTP 请求后，就不再发起新的请求，此时这个 TCP 连接一直占用着不是挺浪费资源的吗？
对没错，所以为了避免资源浪费的情况，web 服务软件一般都会提供 keepalive_timeout 参数，用来指定 HTTP 长连接的超时时间。
比如设置了 HTTP 长连接的超时时间是 60 秒，web 服务软件就会启动一个定时器，如果客户端在完后一个 HTTP 请求后，在 60 秒内都没有再发起新的请求，定时器的时间一到，就会触发回调函数来释放该连接。
🌲 TCP 的 Keepalive
TCP 的 Keepalive 这东西其实就是 TCP 的保活机制，它的工作原理，我之前的文章也讲解过，在这里我们重新温习一下：
定义一个时间段，在这个时间段内，如果没有任何连接相关的活动，TCP 保活机制会开始作用，每隔一个时间间隔，发送一个「探测报文」，该探测报文包含的数据非常少，如果连续几个探测报文都没有得到响应，则认为当前的 TCP 连接已经死亡，系统内核将错误信息通知给上层应用程序。
在 Linux 内核可以有对应的参数可以设置保活时间、保活探测的次数、保活探测的时间间隔，以下都为默认值：
net.ipv4.tcp_keepalive_time=7200
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl=75
net.ipv4.tcp_keepalive_probes=9
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tcp_keepalive_time=7200：表示保活时间是 7200 秒（2小时），也就 2 小时内如果没有任何连接相关的活动，则会启动保活机制
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tcp_keepalive_intvl=75：表示每次检测间隔 75 秒；
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tcp_keepalive_probes=9：表示检测 9 次无响应，认为对方是不可达的，从而中断本次的连接。
也就是说在 Linux 系统中，最少需要经过 2 小时 11 分 15 秒才可以发现一个「死亡」连接。
如果两端的 TCP 连接一直没有数据交互，达到了触发 TCP 保活机制的条件，那么内核里的 TCP 协议栈就会发送探测报文。
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如果对端程序是正常工作的。当 TCP 保活的探测报文发送给对端, 对端会正常响应，这样 TCP 保活时间会被重置，等待下一个 TCP 保活时间的到来。
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如果对端主机崩溃，或对端由于其他原因导致报文不可达。当 TCP 保活的探测报文发送给对端后，石沉大海，没有响应，连续几次，达到保活探测次数后，TCP 会报告该 TCP 连接已经死亡。
注：在探测过程中，对端主机会处于以下四种状态之一：
所以，TCP 保活机制可以在双方没有数据交互的情况，通过探测报文，来确定对方的 TCP 连接是否存活，这个工作是在内核完成的。
注意，应用程序若想使用 TCP 保活机制需要通过 socket 接口设置 SO_KEEPALIVE 选项才能够生效，如果没有设置，那么就无法使用 TCP 保活机制。
🌲 最后总结
HTTP 的 Keep-Alive 也叫 HTTP 长连接，该功能是由「应用程序」实现的，可以使得用同一个 TCP 连接来发送和接收多个 HTTP 请求/应答，减少了 HTTP 短连接带来的多次 TCP 连接建立和释放（销毁）的开销。
TCP 的 Keepalive 也叫 TCP 保活机制，该功能是由「内核」实现的，当客户端和服务端长达一定时间没有进行数据交互时，内核为了确保该连接是否还有效，就会发送探测报文，来检测对方是否还在线，然后来决定是否要关闭该连接。
🌲 参考资料
| 实战——我用“大白鲨”让你看见 TCP | TCP、HTTP中的保活机制keep-alive |
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-657211.html
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-657211.html
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