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聊技術(shù)，不止于技術(shù)

大家都知道HTTP 1.0和HTTP 1.1的區(qū)別在于連接復(fù)用，表現(xiàn)在協(xié)議里就是HTTP 1.1的請(qǐng)求頭中會(huì)多一個(gè) Connection: keep-alive，但是具體如何進(jìn)行連接復(fù)用的可能很多同學(xué)并不是很清楚，今天我就通過(guò)抓包來(lái)具體解析HTTP 1.1協(xié)議，跟大家一起來(lái)看看連接復(fù)用到底是怎么一回事，跟隨這個(gè)過(guò)程，同樣也回答下HTTP keep-alive、TCP Keep-Alive以及心跳檢測(cè)之間的區(qū)別。

先來(lái)說(shuō)說(shuō)HTTP keep-alive

首先問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題：瀏覽器刷新頁(yè)面，可能會(huì)同時(shí)有多個(gè)請(qǐng)求發(fā)往后端服務(wù)器，每一個(gè)請(qǐng)求都會(huì)使用一個(gè)連接嗎？

如果是使用HTTP 1.1協(xié)議的話，答案是否定的，因?yàn)檫B接會(huì)復(fù)用，不同的請(qǐng)求可以使用同一個(gè)連接，那具體一點(diǎn)呢？

其實(shí)Chrome瀏覽器對(duì)于同一個(gè)后端服務(wù)器最多有6個(gè)連接的限制。也就是說(shuō)，無(wú)論你刷新的頁(yè)面同時(shí)有多少個(gè)AJAX請(qǐng)求，Chrome只會(huì)限制這些請(qǐng)求最多通過(guò)6個(gè)TCP連接來(lái)完成。

舉個(gè)例子，一個(gè)頁(yè)面有10個(gè)AJAX請(qǐng)求，你此時(shí)刷新頁(yè)面，瀏覽器會(huì)限制這10個(gè)請(qǐng)求通過(guò)6個(gè)TCP連接完成，這樣就會(huì)有4個(gè)請(qǐng)求復(fù)用之前的連接。這其實(shí)就是HTTP 1.1中的keep-alive概念，也就是說(shuō)TCP連接的復(fù)用，就是HTTP的keep-alive。

那什么時(shí)候后4個(gè)請(qǐng)求能夠復(fù)用之前的連接呢？答案是之間的連接完成了一次完整的Request/Response，這樣TCP連接中就沒(méi)有臟數(shù)據(jù)，后面的請(qǐng)求自然能夠復(fù)用此連接了。

下面我們就來(lái)看看HTTP keep-alive的實(shí)際抓包例子（IP地址末位37為瀏覽器端，40為服務(wù)器端）：

上圖中序號(hào)為382和序號(hào)為451的兩個(gè)請(qǐng)求，就復(fù)用了一個(gè)連接，在序號(hào)為451的請(qǐng)求包中，標(biāo)記了該連接中的上一個(gè)請(qǐng)求是382，并且從抓的包中也能夠看出下一個(gè)請(qǐng)求是在上一個(gè)請(qǐng)求完成完整的Request/Response之后才發(fā)出的。這里也能夠看出HTTP 1.1協(xié)議是半雙工的，同一時(shí)刻，數(shù)據(jù)只在一個(gè)方向上收或發(fā)。

上面就是HTTP keep-alive中的連接復(fù)用的實(shí)際情況。

TCP Keep-Alive是什么？

與HTTP keep-alive有什么區(qū)別和聯(lián)系？

TCP Keep-Alive是TCP的保活功能，用來(lái)探測(cè)連接對(duì)端是否存在，屬于傳輸層的概念，主要用來(lái)檢測(cè)并關(guān)閉異常連接。

它與HTTP keep-alive沒(méi)有任何聯(lián)系，這兩個(gè)完全是不同的概念。上面講到的多個(gè)HTTP請(qǐng)求能夠復(fù)用同一個(gè)連接就是HTTP keep-alive的概念，屬于應(yīng)用層的概念。

所以它們兩個(gè)完全是不同的概念。

瀏覽器和服務(wù)端之間的連接會(huì)一直保持嗎？

什么時(shí)候會(huì)關(guān)閉？

如果瀏覽器和服務(wù)端之間的連接如果一直保持會(huì)怎么樣，答案是浪費(fèi)資源，不僅僅會(huì)浪費(fèi)服務(wù)端的資源，同樣也會(huì)浪費(fèi)客戶端的資源，所以它們會(huì)在以下幾種情況下關(guān)閉：

（1）當(dāng)Chrome瀏覽器關(guān)閉的時(shí)候，連接將會(huì)關(guān)閉，這屬于客戶端主動(dòng)關(guān)閉連接的情況。

（2）當(dāng)客戶端長(zhǎng)時(shí)間未操作，具體表現(xiàn)為連接長(zhǎng)時(shí)間未傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，服務(wù)端也會(huì)關(guān)閉連接，這屬于服務(wù)端主動(dòng)關(guān)閉的情況。

那么多長(zhǎng)時(shí)間連接未傳輸數(shù)據(jù)，服務(wù)端就會(huì)關(guān)閉連接呢？這依賴于服務(wù)端的設(shè)置，如果服務(wù)端是Tomcat，keepAliveTimeout參數(shù)便是控制連接超時(shí)關(guān)閉的參數(shù)，當(dāng)該參數(shù)設(shè)置為60s時(shí)，超過(guò)60s連接未傳輸數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)你超過(guò)60s未點(diǎn)擊操作瀏覽器，服務(wù)端便會(huì)將連接關(guān)閉。

來(lái)看一個(gè)實(shí)際的例子：

上圖中序號(hào)為2641的包是瀏覽器最后一次回復(fù)數(shù)據(jù)到服務(wù)端的包，大概是在20s的時(shí)刻，過(guò)了大概60s沒(méi)有傳輸數(shù)據(jù)，所以在80s時(shí)刻的時(shí)候，服務(wù)端主動(dòng)發(fā)送了fin包，斷開(kāi)了連接，對(duì)應(yīng)的序號(hào)為6506，剩下的就是TCP四次揮手的包了。

（3）Chrome瀏覽器會(huì)通過(guò)TCP keep-alive來(lái)檢測(cè)連接，如果檢測(cè)連接失效，也就是服務(wù)端無(wú)響應(yīng)，也會(huì)主動(dòng)關(guān)閉連接。

我們也來(lái)看一個(gè)實(shí)際的例子。

首先在服務(wù)端所在機(jī)器執(zhí)行以下命令，模擬客戶端和服務(wù)端斷網(wǎng)，即服務(wù)端無(wú)響應(yīng)的情況：

iptables -A INPUT -p tcp -s 192.x.x.37 -j DROPiptables -A OUTPUT -p tcp -d 192.x.x.37 -j DROP

然后來(lái)看實(shí)際的抓包：

上圖中可以看到，客戶端在發(fā)送了多次TCP Keep-Alive檢測(cè)包后（具體發(fā)送多少次，每次間隔時(shí)間多少依賴于具體的系統(tǒng)配置），服務(wù)端都沒(méi)有響應(yīng)，則發(fā)送RST包斷開(kāi)了連接。

上面就是連接關(guān)閉的幾種情況，除了客戶端關(guān)閉瀏覽器，還有服務(wù)端的超時(shí)檢測(cè)機(jī)制，以及客戶端的連接檢測(cè)機(jī)制，這些機(jī)制都能夠保證連接的有效性，防止無(wú)效連接過(guò)多從而占用系統(tǒng)資源。

TCP Keep-Alive與心跳檢測(cè)有什么關(guān)系？

通過(guò)上面的實(shí)例，有同學(xué)可能發(fā)現(xiàn)TCP Keep-Alive和某些應(yīng)用層協(xié)議的心跳檢測(cè)很相似，確實(shí)如此。

TCP Keep-Alive的功能完全可以通過(guò)應(yīng)用層的心跳檢測(cè)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且能夠更加靈活，因?yàn)門(mén)CP Keep-Alive功能還要依賴操作系統(tǒng)的設(shè)置，而應(yīng)用層協(xié)議完全可以自己實(shí)現(xiàn)。它們本質(zhì)上都是做了連接有效性檢測(cè)的事。

所以它們只是做的事情相同，本身并沒(méi)有什么關(guān)系。

寫(xiě)在最后

今天通過(guò)實(shí)際抓包，解析了HTTP 1.1中keep-alive的協(xié)議概念。順便回答了HTTP keep-alive、TCP Keep-Alive及心跳檢測(cè)之間的一些問(wèn)題。

HTTP keep-alive是應(yīng)用層的概念，表示不同的HTTP請(qǐng)求可以復(fù)用之前的連接。

TCP Keep-Alive是傳輸層的概念，屬于TCP保活的功能，通過(guò)發(fā)送Keep-Alive包判斷對(duì)端是否存在。

心跳檢測(cè)也是應(yīng)用層的概念，用來(lái)檢測(cè)連接有效性。

通常TCP Keep-Alive與心跳檢測(cè)只需要一個(gè)就可以了，畢竟它們做的事都是一樣的。

希望今天的內(nèi)容對(duì)大家有所幫助。

HTTP keep-alive、TCP Keep-Alive、心跳檢測(cè)，傻傻分不清？