HTTP协议学习笔记---HTTP持久连接和如何正确地关闭HTTP连接

Posted 2020-08-04 hapjin

一，持久连接

什么是持久连接？对于HTTP协议而言，它是基于请求响应模型，Client向Server发请求时，先建立一条HTTP连接，Server给Client响应数据后，连接关闭。

当Client发送下一个请求时，需要重新再建立HTTP连接，这种方式就是：一个请求响应需要占用一条HTTP连接。而持久连接就是：只需要建立一条连接，然后在这条连接上 传输多个请求和响应。

与持久连接相关的字段

HTTP1.0中有一个Connection首部字段，它是一个逐跳首部字段。Connection:Keep-Alive，表示希望将此条连接作为持久连接。

HTTP1.1中，建立的HTTP请求默认是持久连接的。当Client确定不再需要向Server发送数据时，它可以关闭连接，即在发送首部中添加Connection:Closed字段。

 

二，如何提高HTTP请求的处理速度

①并行连接

Client一次向Server请求建立多个HTTP连接，每个HTTP连接上发一个请求，这样就可以并行地发多个请求获取响应数据。

比如，访问某个web页面，它上面有4幅图片，这些图片存储在不同的服务器上。那可以同时向服务器发4个HTTP请求去获取这四幅图片，而不是串行地依次发HTTP请求先获得第一幅图片，然后再发第二个HTTP请求获得第二幅图片....

并行连接，显然增加了服务器端的压力，要求服务器能够承载大量的HTTP请求。

 

②持久连接

持久连接的一个最大的好处是：大大减少了连接的建立以及关闭时延。

HTTP连接是建立在TCP协议之上的，建立一条TCP连接需要三次握手，TCP连接关闭时需要四次挥手。这些都是需要时间的。

而在第一点中提到：持久连接就是：只需要建立一条连接，然后在这条连接上 传输多个请求和响应。那么，就不需要频繁地建立连接，当前也就消除了连接建立以及关闭的时延了。

如图：多个请求响应在一条连接内完成了。但是，这里也看出一个“缺点”，请求响应是顺序执行的。只有在请求1的响应收到之后，才会发送请求2，这就是持久连接与管道化连接不同的地方。

 

③管道化连接

什么是管道化连接？

 

显然，管道化连接是需要持久连接支持的。管道化连接是在持久连接的基础上，以“流水线”的方式发送请求：不需要等到请求1的响应到达Client，就可以发送请求2....

 

HTTP连接如何正确地关闭？

HTTP连接的关闭需要注意这两个问题：HTTP连接是双向的；HTTP请求的幂等性。

连接是双向的

TCP连接是双向的，TCP连接的发送端和接收端都分别有：发送缓冲区和接收缓冲区，它们对应着输出信道和输入信道。

在JAVA中，JDK类库  java.net.Socket 类的 close()方法会关闭整个TCP连接，即输入信道和输出信道都被关闭了。

另外，Socket类还提供了两个方法：shutdownInput() 和 shutdownOutput()，前者用来关闭输入信道，后者用来关闭输出信道。

若只关闭其中TCP连接中的一条信道，则称之为半关闭。

一般而言，关闭连接的输出信道总是安全的。当你确定 以后都没有数据要发送到对方时，你可以把你的输出信道关闭了。

关闭输入信道有风险，可能会导致：连接被对端重置。

比如，在 服务器刚好把输入信道关闭时，客户端向服务器发起了请求，那此时客户端就会收到一条“连接被重置”的报文。在这种情况下，客户端的操作系统就会把客户端中的接收缓冲区里面的数据都清空。如果，此时客户端的应用程序还未来得及从接收缓冲区中取走数据，那么以前发送请求获得的数据也都被清空了！

 

因此， 正确的关闭HTTP连接的方式是：（以Client的视角来描述）

Client先关闭自己的输出信道（Client不能把自己的输入信道关闭了）。

然后Client周期性地轮询自己的输入信道的状态（比如，读取数据时，是不是 已经读到的 流的结尾了），如果读到了 流的结束标识符，那意味着Server发过来的数据都已经收到了。

 

总之，对于HTTP连接的双方而言，当不再需要传输数据时，双方都先把自己的输出信道关闭了，然后读取输入信道中的流，如果读到了末尾(比如流结束符返回-1)，那么就可以正常关闭HTTP连接了。

 

参考资料：

《HTTP权威指南》第四章

《图解HTTP》