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TCP连接建立之后如果应用程序或者上层协议一直不发送数据或者隔很长时间才发送一次数据那么TCP需要判断是应用程序掉线了还是确实没有数据传输。
TCP协议通过KeepAlive机制解决这个问题当超过一段时间之后TCP自动发送一个数据为空的报文给对方如果对方回应了这个报文说明对方还在线连接可以继续保持如果对方没有报文返回并且重试了多次之后则认为连接丢失没有必要保持连接。
KeepAlive并不是默认开启的在Linux系统上没有一个全局的选项去开启TCP的KeepAlive。需要开启KeepAlive的应用必须在TCP的socket中单独开启。Linux Kernel有三个选项影响到KeepAlive的行为
net.ipv4.tcpkeepaliveintvl 75
net.ipv4.tcpkeepaliveprobes 9
net.ipv4.tcpkeepalivetime 7200tcpkeepalivetime的单位是秒表示TCP连接在多少秒之后没有数据报文传输启动探测报文; tcpkeepaliveintvl单位是也秒,表示前一个探测报文和后一个探测报文之间的时间间隔 tcpkeepaliveprobes表示探测的次数。
TCP socket也有三个选项和内核对应通过setsockopt系统调用针对单独的socket进行设置
TCPKEEPCNT: 覆盖 tcpkeepaliveprobes
TCPKEEPIDLE: 覆盖 tcpkeepalivetime
TCPKEEPINTVL: 覆盖 tcpkeepalive_intvl举个例子以我的系统默认设置为例kernel默认设置的tcpkeepalivetime是7200s, 如果我在应用程序中针对socket开启了KeepAlive,然后设置的TCP_KEEPIDLE为60那么TCP协议栈在发现TCP连接空闲了60s没有数据传输的时候就会发送第一个探测报文。
HTTP Keep-Alive
TCP在建立连接之后 HTTP协议使用TCP传输HTTP协议的请求(Request)和响应(Response)数据一次完整的HTTP事务如下图
这张图简化了HTTP(Req)和HTTP(Resp)实际上的请求和响应需要多个TCP报文。 从图中可以发现一个完整的HTTP事务有连接的建立请求的发送响应接收断开连接这四个过程早期通过HTTP协议传输的数据以文本为主一个请求可能就把所有要返回的数据取到但是现在要展现一张完整的页面需要很多个请求才能完成如图片,JS,CSS等如果每一个HTTP请求都需要新建并断开一个TCP这个开销是完全没有必要的。
开启HTTP Keep-Alive之后能复用已有的TCP连接当前一个请求已经响应完毕服务器端没有立即关闭TCP连接而是等待一段时间接收浏览器端可能发送过来的第二个请求通常浏览器在第一个请求返回之后会立即发送第二个请求如果某一时刻只能有一个连接同一个TCP连接处理的请求越多开启KeepAlive能节省的TCP建立和关闭的开销就越多。
当然通常会启用多个连接去从服务器器上请求资源但是开启了Keep-Alive之后仍然能加快资源的加载速度。HTTP/1.1之后默认开启Keep-Alive, 在HTTP的头域中增加Connection选项。当设置为Connection:keep-alive表示开启设置为Connection:close表示关闭。实际上HTTP的KeepAlive写法是Keep-Alive跟TCP的KeepAlive写法上也有不同。所以TCP KeepAlive和HTTP的Keep-Alive不是同一回事情。
TCP服务器怎么检测客户端断开连接
当recv()返回值小于等于0时且errno ! EINTR时表明客户端已经断开了连接。如果errno EINTR 则说明recv函数是由于程序接收到信号后返回的socket连接还是正常的。为服务器实现一个心跳检测一定时间内未收到自定义的心跳包则标记为已断开。
