HTTP长连接与短连接使用方法及测试详解

网络编程 2024/12/31 佚名

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HTTP短连接（非持久连接）是指，客户端和服务端进行一次HTTP请求/响应之后，就关闭连接。所以，下一次的HTTP请求/响应操作就需要重新建立连接。

HTTP长连接（持久连接）是指，客户端和服务端建立一次连接之后，可以在这条连接上进行多次请求/响应操作。持久连接可以设置过期时间，也可以不设置。

我为什么没有说HTTP/1.0 默认短连接，HTTP/1.1起，默认长连接呢？因为我第一次看这个说法的时候，以为自己懂了，其实并没有懂。长短连接操作上有什么区别，有的地方出现的持久连接又是怎么回事？

使用设置

这里的设置，我们都以HTTP1.1协议为例子。

设置HTTP短连接

在首部字段中设置Connection:close，则在一次请求/响应之后，就会关闭连接。

设置HTTP长连接，有过期时间

在首部字段中设置Connection:keep-alive 和Keep-Alive: timeout=60，表明连接建立之后，空闲时间超过60秒之后，就会失效。如果在空闲第58秒时，再次使用此连接，则连接仍然有效，使用完之后，重新计数，空闲60秒之后过期。

设置HTTP长连接，无过期时间

在首部字段中只设置Connection:keep-alive，表明连接永久有效。

实现原理

了解怎么设置之后，就开始用起来。然而，问题来了。在请求头中设置Connection:keep-alive，为什么连接空闲一段时间之后，还是断开了呢？这是因为connection字段只有服务端设置才有效。

HTTP操作是请求/响应成对出现的，即先有客户端发出请求，后有服务端处理请求。所以，一次HTTP操作的终点操作在服务端上，关闭也是由服务端发起的。

接下来我们做做测试，以及show code。下面的测试都是使用Spring RestTemplate，封装apache http client进行的。为方便讲解代码，先说明长连接的情况，最后再对其他形式做测试总结。

客户端连接失效时间大于服务端失效时间

如下，为请求日志。客户端设置Connection: Keep-Alive和Keep-Alive: timeout=60，服务端设置Connection: Keep-Alive和Keep-Alive: timeout=5。

## 客户端设置有效期为60s
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"POST /adx-api/api/creative/upload HTTP/1.1[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Accept: application/json, application/*+json, text/html, application/json, text/javascript[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Content-Type: application/json;charset=UTF-8[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/31.0.1650.16 Safari/537.36[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Accept-Encoding: gzip,deflate[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Accept-Language: zh-CN[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Connection: keep-alive[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Keep-Alive: timeout=60[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Content-Length: 396[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Host: bizdomain[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"request data"
##服务端设置有效期为5s
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"HTTP/1.1 200 OK[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Date: Wed, 26 Apr 2017 06:07:58 GMT[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Server: Apache-Coyote/1.1[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Content-Type: text/html;charset=utf-8[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Keep-Alive: timeout=5, max=100[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Connection: Keep-Alive[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Transfer-Encoding: chunked[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"63[\r][\n]"
[2017-04-26 14:08:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"response data"

客户端设置的有效期大于服务端的，那么实际连接的有效期呢？三分钟之后再次请求，从连接池中lease连接的时候，提示Connection expired @ Wed Apr 26 14:08:05，即在上一次请求之后的5s失效，说明是服务端的设置生效了。

[2017-04-26 14:11:00 DEBUG] (org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager:"htmlcode">

//org.apache.http.impl.execchain.MainClientExec#execute
......
//从连接池中lease connection
final HttpClientConnectionmanagedConn = connRequest.get(timeout > 0 "for " + duration + " " + TimeUnit.MILLISECONDS;
    } else {
      s = "indefinitely";
    }
    this.log.debug("Connection can be kept alive " + s);
  }
  //设置失效时间
  connHolder.setValidFor(duration, TimeUnit.MILLISECONDS);
  connHolder.markReusable();
} else {
  connHolder.markNonReusable();
}


待读取响应之后，释放连接，即：connHolder.releaseConnection()。调用org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager#releaseConnection方法。


  @Override
  public void releaseConnection(final HttpClientConnection managedConn, 
      final Object state,final long keepalive, final TimeUnit tunit) {
    Args.notNull(managedConn, "Managed connection");
    synchronized (managedConn) {
      final CPoolEntry entry = CPoolProxy.detach(managedConn);
      if (entry == null) {
        return;
      }
      final ManagedHttpClientConnection conn = entry.getConnection();
      try {
        if (conn.isOpen()) {
          final TimeUnit effectiveUnit = tunit != null "htmlcode">

//org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager#requestConnection调用org.apache.http.pool.AbstractConnPool#lease，
//调用getPoolEntryBlocking,调用org.apache.http.impl.conn.CPoolEntry#isExpired
@Override
public boolean isExpired(final long now) {
  final boolean expired = super.isExpired(now);
  if (expired && this.log.isDebugEnabled()) {
  //日志中看到的内容
    this.log.debug("Connection " + this + " expired @ " + new Date(getExpiry()));
  }
  return expired;
}


综上，连接的实际有效时间，是根据response的设置来决定的。
其他情况测试
客户端设置Connection: Close


##connection:close请求，kept alive的连接为0
[2017-04-26 13:57:00 DEBUG] (org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager:"Connection: Close[\r][\n]"
## 服务端返回的也是短连接
[2017-04-26 13:57:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Connection: close[\r][\n]"
##请求完之后，关闭连接
[2017-04-26 13:57:00 DEBUG] (org.apache.http.impl.conn.DefaultManagedHttpClientConnection:"htmlcode">

##Keep-Alive: timeout=60 第一次请求,与connection:close无差别
[2017-04-26 10:57:00 DEBUG] (org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager:"Connection: keep-alive[\r][\n]"
[2017-04-26 10:57:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Keep-Alive: timeout=60[\r][\n]"
## 服务端设置超时时间5s
[2017-04-26 10:57:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Keep-Alive: timeout=5, max=100[\r][\n]"
[2017-04-26 10:57:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Connection: Keep-Alive[\r][\n]"
## 服务端设置生效，连接可以保持5s
[2017-04-26 10:57:00 DEBUG] (org.apache.http.impl.execchain.MainClientExec:"htmlcode">

## 客户端设置30s超时
[2017-04-26 17:45:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Connection: keep-alive[\r][\n]"
[2017-04-26 17:45:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Keep-Alive: timeout=30[\r][\n]"
## 服务端设置永久连接
[2017-04-26 17:45:00 DEBUG] (org.apache.http.wire:"Connection: keep-alive[\r][\n]"
## 连接将一直保持
[2017-04-26 17:45:00 DEBUG] (org.apache.http.impl.execchain.MainClientExec:?) - Connection can be kept alive indefinitely


综上，http连接保持时间是由服务端的消息头connection字段和keep-alive字段定的。
在上面前两种情况，请求的是同一个服务端，那么为什么一个返回的是短连接，一个返回的是长连接呢？这里转一下 这篇文章的解释：
不论request还是response的header中包含了值为close的connection，都表明当前正在使用的tcp链接在请求处理完毕后会被断掉。以后client再进行新的请求时就必须创建新的tcp链接了。 HTTP Connection的 close设置允许客户端或服务器中任何一方关闭底层的连接，双方都会要求在处理请求后关闭它们的TCP连接。
补充
TCP长短连接
在网上搜资料的时候，看到很多“HTTP协议的长连接和短连接，实质上是TCP协议的长连接和短连接”。 HTTP和TCP是不同两层的东西，它们怎么会是一样的呢？HTTP是请求/响应模式的，就是说我们发一个请求一定要有一个回应。最直观的就是，浏览器上发请求，得不到响应就会一直转圈圈。 而TCP并不是一定要有响应。大家以前使用socket模拟一个IM聊天，A跟B打完招呼，完全可以不用等待B的回应，就自己关掉连接的。
TCP keep-alive
另外还有HTTP协议的keep-alive和TCP的keep-alive含义是有差别的。HTTP的keep-alive是为了维持连接，以便复用连接。通过使用keep-alive机制，可以减少tcp连接建立次数，也意味着可以减少TIME_WAIT状态连接，以此提高性能和提高httpd服务器的吞吐率(更少的tcp连接意味着更少的系统内核调用,socket的accept()和close()调用)。但是，长时间的tcp连接容易导致系统资源无效占用。配置不当的keep-alive，有时比重复利用连接带来的损失还更大。
而tcp keep-alive是TCP的一种检测TCP连接状况的机制，涉及到三个参数tcp_keepalive_time, tcp_keepalive_intvl, tcp_keepalive_probes。
当网络两端建立了TCP连接之后，闲置（双方没有任何数据流往来）了tcp_keepalive_time后，服务器内核就会尝试向客户端发送侦测包，来判断TCP连接状况(有可能客户端崩溃、强制关闭了应用、主机不可达等等)。如果没有收到对方的回答(ack包)，则会在 tcp_keepalive_intvl后再次尝试发送侦测包，直到收到对方的ack。如果一直没有收到对方的ack,一共会尝试 tcp_keepalive_probes次。如果尝试tcp_keepalive_probes,依然没有收到对方的ack包，则会丢弃该TCP连接。TCP连接默认闲置时间是2小时，一般设置为30分钟足够了。
更多关于HTTP长连接与短连接使用方法请查看下面的相关链接

                                
                                
                                    HTTP长连接使用方法,HTTP短连接使用方法,TCP长短连接 
                                
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HTTP长连接与短连接使用方法及测试详解

使用设置

设置HTTP短连接

设置HTTP长连接，有过期时间

设置HTTP长连接，无过期时间

实现原理

客户端连接失效时间大于服务端失效时间

其他情况测试

补充

TCP长短连接

TCP keep-alive

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