长连接&连接池的应用

Posted 2021-04-06 51reboot运维开发

我们知道TCP是基于连接的协议，其实这个“连接”只是一个逻辑上的概念。在IP层看来， TCP和UDP仅仅是内容上稍有差别而已。

TCP的“连接”仅仅是连接的两端对于四元组和sequence号的一种约定而已。

在有些文章里总会提到这名词、或者五元组，甚至七元组。虽然我很反对摆弄名词秀专业，但我们也要防止被“秀”。 其实很容易理解：

在性能比较敏感的程序中，为了节省TCP网络调用建立连接三次握手的时间， 很多程序都会选择采用复用之前已经建立过的连接的方法来优化。

再加上往往是“请求、响应、请求、响应”的模式，单个连接限制了QPS（Query Per Second）的提升。 所以会采取开启多个连接组成一个“池子”的方式来优化性能，我们称之为连接池。

HTTP的长连接

HTTP长连接，HTTP持久连接（HTTPpersistent connection，也称作HTTP keep-alive或HTTP connection reuse）是使用同一个TCP连接来发送和接收多个HTTP请求/应答， 而不是为每一个新的请求/应答打开新的连接的方法。

在HTTP 1.0 中, 没有官方的 keepalive 的操作。通常是在现有协议上添加一个指数。如果浏览器支持 keep-alive，它会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认为会话已经结束，其中一方中断连接。

在HTTP 1.1 中 所有的连接默认都是持续连接，除非特殊声明不支持。 HTTP 持久连接不使用独立的 keepalive 信息，而是仅仅允许多个请求使用单个连接。

然而，Apache 2.0 httpd 的默认连接过期时间是仅仅15秒，对于 Apache 2.2 只有5秒。 短的过期时间的优点是能够快速的传输多个web页组件，而不会绑定多个服务器进程或线程太长时间。

Keep-Alive的优势

• 较少的CPU和内存的使用（由于同时打开的连接的减少了）

• 允许请求和应答的HTTP管线化

• 减少了后续请求的延迟（无需再进行握手）

• 报告错误无需关闭TCP连接

Keep-Alive的劣势

对于现在的广泛普及的宽带连接来说，Keep-Alive也许并不像以前一样有用。 web服务器会保持连接若干秒(Apache中默认15秒)，这与提高的性能相比也许会影响性能。对于单个文件被不断请求的服务(例如图片存放网站)，Keep-Alive可能会极大的影响性能， 因为它在文件被请求之后还保持了不必要的连接很长时间。

根据RFC2616，用户客户端与任何服务器和代理服务器之间不应该维持超过2个链接。代理服务器应该最多使用2×N个持久连接到其他服务器或代理服务器，其中N是同时活跃的用户数。这个指引旨在提高HTTP响应时间并避免阻塞。

但由于，TCP连接减少了，对于静态资源（图片、javascript、CSS）较多的网站， 性能反而可能会下降。

动静分离

为了规避上面说的对图片等静态资源的影响，大多数商业网站会启用独立的静态资源域名。从而保证主站的动态资源请求和静态资源的请求不会互相挤占连接。

动静分离同时还会有一个额外的好处：

对于静态资源的请求，HTTP请求头里的Cookie等信息是没有用处的， 反而占用了宝贵的上行网络资源。用独立的域名存放静态资源后，请求静态资源域名就不会默认带上主站域的Cookie，从而解决了这个问题。

如下表：

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