HTTP1.1 Keep-Alive到底算不算长连接？

Posted 2021-12-20 dotNET跨平台

✎ 码甲说  

      在基础架构部浸润了半年，有一些认知刷新想和童靴们交代一下， 不一定全面，仅代表此时的认知， 也欢迎筒靴们提出看法。

本文聊一聊口嗨用语：“长连接、短连接”， 文章会按照下面的思维导图来讲述：

重点围绕这两个难点/思维误区来整理知识体系。

• 长连接 vs 短连接

• Http1.1持久连接 vs  WebSocket长连接

长连接 vs 短连接

长连接是指一个连接上连续发送多个数据包。

短连接是指双方要数据交互时，建立一个连接，数据发送完毕，则断开连接，即每次连接只完成一个单元的业务传输，有需要再建立新连接传输数据。

实际上长短连接都是针对TCP连接而言的，强调的是应用层对下层TCP连接的使用姿势，采用哪种连接由应用根据自身情况决定。

长连接多用于操作频繁、点对点的通信，而且连接数不能太多的情况。每次TCP连接都需要三次握手，这需要时间，如果每个操作都是短连接，再操作的话那么处理速度会降低很多，所以每次操作完后都不断开，下次处理时直接发送数据包就OK了，不用建立TCP连接。例如：数据库的连接用长连接，如果用短连接频繁的通信会造成socket错误，而且频繁的socket 创建也是对资源的浪费。

而常规web网站一般都是短连接，这是由web站点的特征决定，web站点的客户端数量大、访问时间/频次不固定，采用短连接能节省服务器资源；如果客户端都维持长连接，可想而知，会占用多大的服务器资源， 所以并发量大，但每个用户无需频繁操作的时候使用短连接较好。

HTTP1.1 持久连接

早期HTTP1.0是纯粹的TCP短连接的应用，每个连接完成一次Http请求/响应模型，这种方式频繁的创建/销毁连接无疑是有一定性能损耗的。

目前普遍应用的HTTP1.1的Keep-alive官方术语上叫持久连接(英语：HTTP persistent connection，也称作HTTP connection reuse)，国内口嗨称为“HTTP长连接”。

HTTP1.1keep-alive，我认为是应用层HTTP协议对于TCP连接的折中使用，是应用层对下层TCP连接的复用协商。

• Http1.0 频繁创建/销毁连接确实给通信双方带来了不必要的性能损耗  #不必要#

• 直接使用典型的长连接又会给服务端带来极大的压力  #不允许#

故HTTP1.1的keep-alive一方面允许多个HTTP请求复用一个TCP连接， 另一方面又将这种复用时效交由客户端/服务端在应用层协商：应用层每次请求/响应均携带Connection：Keep-Alive标头滑动续约。

HTTP 1.1 Keep-Alive的实质是应用层滑动续约复用TCP连接？

大家不妨回想一下，常见的各种客户端/服务器，均有KeepAliveTimeout这样的参数

1. 客户端IE默认的KeepAliveTimeout是1分钟^[1]；

2. 服务器IIS默认ConnectionTimeout时长是2min^[2]

3. 服务器ASP.NetCore Kestrel默认的KeepAliveTimeout=130s^[3]

4. 服务器nginx默认的keepalive_timeout=60s^[4]

这些参数均能印证 HTTP Keep-Alive 是一种对于TCP连接的滑动续约复用。

这里面明眼人一看，1.2.4针对TCP Connection复用的滑动超时时间是拍脑袋决定的，而第3点ASP.NET Core Kestrel作为.NETCore的寄宿服务器为什么是130s，有点意思，我给你们找出相关： KestrelServerLimits.KeepAliveTimeout=130s^[5]

典型的长连接Websocket

Websocket是一种典型的长连接，通过第一个HTTP Request建立了TCP连接之后，之后数据交互都不需要发送HTTP Request了，但是不需要发送 HTTP header就能交换数据显然和原有的 HTTP 协议是有区别的，所以它需要对服务器和客户端都进行升级才能实现，这个协商是在Websocket数据传输之前就已经完成：通过初次HTTP建立TCP连接的时候携带Upgrade标头来通知双方提升协议。

Websocket也有keepalive机制，Websocket的keepalive的作用是在复杂的网络环境中探测连接对端是否还存活。

旁白总结

1. 长短连接都是针对TCP连接而言，强调的是应用层对于TCP连接的使用姿势。

2. HTTP1.1 Keep-Alive是对TCP连接的折中使用，既不是短连接，也不能称为典型的长连接。

3. HTTP1.1 Keep-Alive官方称持久连接，我的观点是HTTP1.1 Keep-Alive 是在应用层对TCP连接进行滑动续约复用。

4. 典型的长连接Websocket在数据传输之前就完成了长连接确认。

             文章某些观点可能让一些童鞋不适，欢迎表明态度，理性讨论！！！

参考资料

[1]

IE默认的KeepAliveTimeout是1分钟: https://docs.microsoft.com/en-US/troubleshoot/browsers/change-keep-alive-time-out

[2]

IIS默认ConnectionTimeout时长2min: https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/iis/6.0-sdk/ms525597

[3]

ASP.Net Core Kestrel默认的KeepAliveTimeout=130s: https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/microsoft.aspnetcore.server.kestrel.core.kestrelserverlimits.keepalivetimeout?view=aspnetcore-6.0#Microsoft_AspNetCore_Server_Kestrel_Core_KestrelServerLimits_KeepAliveTimeout

[4]

nginx默认的keepalive_timeout=60s: http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_upstream_module.html#keepalive_timeout

[5]

KestrelServerLimits.KeepAliveTimeout=130s: https://github.com/dotnet/runtime/issues/52267

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