Socket心跳包机制总结

Posted 2023-03-12

参考技术A tcp的断线检测，分为两种：

① 利用tcp自带的keep –alive机制

② 自己组建心跳包的方式向对端发送

通过Keep-alive机制对tcp的连接保持，也就是Tcp的心跳包，见MSDN：

If keep-alive is enabled for a TCP socket with SO_KEEPALIVE, then the default TCP settings are used for the keep-alive timeout and interval unless these values have been changed by calling the WSAIoctl function with the SIO_KEEPALIVE_VALS option. The default settings when a TCP socket is initialized sets the keep-alive timeout to 2 hours and the keep-alive interval to 1 second.

也就是说协议栈会在2小时后发送向对端发送请求包。默认情况下，此Keep-alive机制是关闭的。

Keep-alive默认下是关闭的，也就是本端与对端是除非程序主动send，是不会发送数据包（心跳包），既是，处理本端与对端的系统里的socket状态是不会变化，这里，如果对端当机（或者网线断掉），本端是无法知道对端socket已经关闭，所以本端的socket会一直的存在。

通过实验发现，客户端网线拔掉之后,此时服务端的连接依然存在。

所以，tcp只是数据的发送与接收，包括握手，断开以及rst，time_wait，close_wait 等等。

心跳包之所以叫心跳包是因为：它像心跳一样每隔固定时间发一次，以此来告诉服务器，这个客户端还活着。事实上这是为了保持长连接，至于这个包的内容，是没有什么特别规定的，不过一般都是很小的包，或者只包含包头的一个空包。

在TCP的机制里面，本身是存在有心跳包的机制的，也就是TCP的选项：SO_KEEPALIVE。系统默认是设置的2小时的心跳频率。但是它检查不到机器断电、网线拔出、防火墙这些断线。而且逻辑层处理断线可能也不是那么好处理。一般，如果只是用于保活还是可以的。

心跳包一般来说都是在逻辑层发送空的echo包来实现的。下一个定时器，在一定时间间隔下发送一个空包给客户端，然后客户端反馈一个同样的空包回来，服务器如果在一定时间内收不到客户端发送过来的反馈包，那就只有认定说掉线了。 其实，要判定掉线，只需要send或者recv一下，如果结果为零，则为掉线。

但是，在长连接下，有可能很长一段时间都没有数据往来。理论上说，这个连接是一直保持连接的，但是实际情况中，如果中间节点出现什么故障是难以知道的。更要命的是，有的节点（防火墙）会自动把一定时间之内没有数据交互的连接给断掉
。在这个时候，就需要我们的心跳包了，用于维持长连接，保活。

在获知了断线之后，服务器逻辑可能需要做一些事情，比如断线后的数据清理呀，重新连接呀……当然，这个自然是要由逻辑层根据需求去做了。

总的来说，心跳包主要也就是用于长连接的保活和断线处理。一般的应用下，判定时间在30-40秒比较不错。如果实在要求高，那就在6-9秒。

1、 客户端每隔一个时间间隔发生一个探测包给服务器
2、 客户端发包时启动一个超时定时器
3、 服务器端接收到检测包，应该回应一个包
4、 如果客户机收到服务器的应答包，则说明服务器正常，删除超时定时器
5、 如果客户端的超时定时器超时，依然没有收到应答包，则说明服务器挂了