前言:作為一名開(kāi)發(fā)人員我們經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到HTTP協(xié)議撵幽、TCP/IP協(xié)議、UDP協(xié)議礁击、Socket盐杂、Socket長(zhǎng)連接、Socket連接池等字眼哆窿,然而它們之間的關(guān)系链烈、區(qū)別及原理并不是所有人都能理解清楚,這篇文章就從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基礎(chǔ)開(kāi)始到Socket連接池挚躯,一步一步解釋他們之間的關(guān)系强衡。
文章比較長(zhǎng)建議收藏點(diǎn)贊觀看,文末有驚喜哦~~
七層網(wǎng)絡(luò)模型
首先從網(wǎng)絡(luò)通信的分層模型講起:七層模型码荔,亦稱OSI(Open System Interconnection)模型漩勤。自下往上分為:物理層、據(jù)鏈路層缩搅、網(wǎng)絡(luò)層越败、傳輸層、會(huì)話層硼瓣、表示層和應(yīng)用層究飞。所有有關(guān)通信的都離不開(kāi)它,下面這張圖片介紹了各層所對(duì)應(yīng)的一些協(xié)議和硬件巨双。
通過(guò)上圖噪猾,我知道IP協(xié)議對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層,TCP筑累、UDP協(xié)議對(duì)應(yīng)于傳輸層,而HTTP協(xié)議對(duì)應(yīng)于應(yīng)用層丝蹭,OSI并沒(méi)有Socket慢宗,那什么是Socket,后面我們將結(jié)合代碼具體詳細(xì)介紹。
TCP和UDP連接
關(guān)于傳輸層TCP镜沽、UDP協(xié)議可能我們平時(shí)遇見(jiàn)的會(huì)比較多敏晤,有人說(shuō)TCP是安全的,UDP是不安全的缅茉,UDP傳輸比TCP快嘴脾,那為什么呢,我們先從TCP的連接建立的過(guò)程開(kāi)始分析蔬墩,然后解釋UDP和TCP的區(qū)別译打。
TCP的三次握手和四次分手
我們知道TCP建立連接需要經(jīng)過(guò)三次握手,而斷開(kāi)連接需要經(jīng)過(guò)四次分手拇颅,那三次握手和四次分手分別做了什么和如何進(jìn)行的奏司。
第一次握手:建立連接≌敛澹客戶端發(fā)送連接請(qǐng)求報(bào)文段韵洋,將SYN位置為1,Sequence Number為x黄锤;然后搪缨,客戶端進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài),等待服務(wù)器的確認(rèn)鸵熟;
第二次握手:服務(wù)器收到客戶端的SYN報(bào)文段副编,需要對(duì)這個(gè)SYN報(bào)文段進(jìn)行確認(rèn),設(shè)置Acknowledgment Number為x+1(Sequence Number+1)旅赢;同時(shí)齿桃,自己自己還要發(fā)送SYN請(qǐng)求信息,將SYN位置為1煮盼,Sequence Number為y短纵;服務(wù)器端將上述所有信息放到一個(gè)報(bào)文段(即SYN+ACK報(bào)文段)中,一并發(fā)送給客戶端僵控,此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)香到;
第三次握手:客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK報(bào)文段。然后將Acknowledgment Number設(shè)置為y+1报破,向服務(wù)器發(fā)送ACK報(bào)文段悠就,這個(gè)報(bào)文段發(fā)送完畢以后,客戶端和服務(wù)器端都進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)充易,完成TCP三次握手梗脾。
完成了三次握手,客戶端和服務(wù)器端就可以開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)盹靴。以上就是TCP三次握手的總體介紹炸茧。通信結(jié)束客戶端和服務(wù)端就斷開(kāi)連接瑞妇,需要經(jīng)過(guò)四次分手確認(rèn)。
第一次分手:主機(jī)1(可以使客戶端梭冠,也可以是服務(wù)器端)辕狰,設(shè)置Sequence Number和Acknowledgment Number,向主機(jī)2發(fā)送一個(gè)FIN報(bào)文段控漠;此時(shí)蔓倍,主機(jī)1進(jìn)入FIN_WAIT_1狀態(tài);這表示主機(jī)1沒(méi)有數(shù)據(jù)要發(fā)送給主機(jī)2了盐捷;
第二次分手:主機(jī)2收到了主機(jī)1發(fā)送的FIN報(bào)文段偶翅,向主機(jī)1回一個(gè)ACK報(bào)文段,Acknowledgment Number為Sequence Number加1毙驯;主機(jī)1進(jìn)入FIN_WAIT_2狀態(tài)倒堕;主機(jī)2告訴主機(jī)1,我“同意”你的關(guān)閉請(qǐng)求爆价;
第三次分手:主機(jī)2向主機(jī)1發(fā)送FIN報(bào)文段垦巴,請(qǐng)求關(guān)閉連接,同時(shí)主機(jī)2進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài)铭段;
第四次分手:主機(jī)1收到主機(jī)2發(fā)送的FIN報(bào)文段骤宣,向主機(jī)2發(fā)送ACK報(bào)文段,然后主機(jī)1進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)序愚;主機(jī)2收到主機(jī)1的ACK報(bào)文段以后憔披,就關(guān)閉連接;此時(shí)爸吮,主機(jī)1等待2MSL后依然沒(méi)有收到回復(fù)芬膝,則證明Server端已正常關(guān)閉,那好形娇,主機(jī)1也可以關(guān)閉連接了锰霜。
可以看到一次tcp請(qǐng)求的建立及關(guān)閉至少進(jìn)行7次通信,這還不包過(guò)數(shù)據(jù)的通信桐早,而UDP不需3次握手和4次分手癣缅。
分享更多關(guān)于 Linux后端開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)底層原理知識(shí)學(xué)習(xí)提升 點(diǎn)擊 學(xué)習(xí)資料 獲取,完善技術(shù)棧哄酝,內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)包括Linux友存,Nginx,ZeroMQ陶衅,MySQL屡立,Redis,線程池搀军,MongoDB侠驯,ZK抡秆,Linux內(nèi)核奕巍,CDN吟策,P2P,epoll的止,Docker檩坚,TCP/IP,協(xié)程诅福,DPDK等等匾委。
TCP和UDP的區(qū)別
TCP是面向鏈接的,雖然說(shuō)網(wǎng)絡(luò)的不安全不穩(wěn)定特性決定了多少次握手都不能保證連接的可靠性氓润,但TCP的三次握手在最低限度上(實(shí)際上也很大程度上保證了)保證了連接的可靠性;而UDP不是面向連接的赂乐,UDP傳送數(shù)據(jù)前并不與對(duì)方建立連接,對(duì)接收到的數(shù)據(jù)也不發(fā)送確認(rèn)信號(hào)咖气,發(fā)送端不知道數(shù)據(jù)是否會(huì)正確接收挨措,當(dāng)然也不用重發(fā),所以說(shuō)UDP是無(wú)連接的崩溪、不可靠的一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議浅役。
也正由于1所說(shuō)的特點(diǎn),使得UDP的開(kāi)銷更小數(shù)據(jù)傳輸速率更高伶唯,因?yàn)椴槐剡M(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)的確認(rèn)觉既,所以UDP的實(shí)時(shí)性更好。知道了TCP和UDP的區(qū)別乳幸,就不難理解為何采用TCP傳輸協(xié)議的MSN比采用UDP的QQ傳輸文件慢了瞪讼,但并不能說(shuō)QQ的通信是不安全的,因?yàn)槌绦騿T可以手動(dòng)對(duì)UDP的數(shù)據(jù)收發(fā)進(jìn)行驗(yàn)證粹断,比如發(fā)送方對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號(hào)然后由接收方進(jìn)行驗(yàn)證啊什么的符欠,即使是這樣,UDP因?yàn)樵诘讓訁f(xié)議的封裝上沒(méi)有采用類似TCP的“三次握手”而實(shí)現(xiàn)了TCP所無(wú)法達(dá)到的傳輸效率姿染。
問(wèn)題
關(guān)于傳輸層我們會(huì)經(jīng)常聽(tīng)到一些問(wèn)題
1.TCP服務(wù)器最大并發(fā)連接數(shù)是多少背亥?
關(guān)于TCP服務(wù)器最大并發(fā)連接數(shù)有一種誤解就是“因?yàn)槎丝谔?hào)上限為65535,所以TCP服務(wù)器理論上的可承載的最大并發(fā)連接數(shù)也是65535”。首先需要理解一條TCP連接的組成部分:客戶端IP悬赏、客戶端端口狡汉、服務(wù)端IP、服務(wù)端端口闽颇。所以對(duì)于TCP服務(wù)端進(jìn)程來(lái)說(shuō)盾戴,他可以同時(shí)連接的客戶端數(shù)量并不受限于可用端口號(hào),理論上一個(gè)服務(wù)器的一個(gè)端口能建立的連接數(shù)是全球的IP數(shù)*每臺(tái)機(jī)器的端口數(shù)兵多。實(shí)際并發(fā)連接數(shù)受限于linux可打開(kāi)文件數(shù)尖啡,這個(gè)數(shù)是可以配置的橄仆,可以非常大,所以實(shí)際上受限于系統(tǒng)性能衅斩。通過(guò)#ulimit -n查看服務(wù)的最大文件句柄數(shù)盆顾,通過(guò)ulimit -n xxx 修改 xxx是你想要能打開(kāi)的數(shù)量。也可以通過(guò)修改系統(tǒng)參數(shù):
2.為什么TIME_WAIT狀態(tài)還需要等2MSL后才能返回到CLOSED狀態(tài)畏梆?
這是因?yàn)殡m然雙方都同意關(guān)閉連接了您宪,而且握手的4個(gè)報(bào)文也都協(xié)調(diào)和發(fā)送完畢,按理可以直接回到CLOSED狀態(tài)(就好比從SYN_SEND狀態(tài)到ESTABLISH狀態(tài)那樣)奠涌;但是因?yàn)槲覀儽仨氁傧刖W(wǎng)絡(luò)是不可靠的宪巨,你無(wú)法保證你最后發(fā)送的ACK報(bào)文會(huì)一定被對(duì)方收到,因此對(duì)方處于LAST_ACK狀態(tài)下的Socket可能會(huì)因?yàn)槌瑫r(shí)未收到ACK報(bào)文溜畅,而重發(fā)FIN報(bào)文捏卓,所以這個(gè)TIME_WAIT狀態(tài)的作用就是用來(lái)重發(fā)可能丟失的ACK報(bào)文。
3.TIME_WAIT狀態(tài)還需要等2MSL后才能返回到CLOSED狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題
通信雙方建立TCP連接后慈格,主動(dòng)關(guān)閉連接的一方就會(huì)進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)怠晴,TIME_WAIT狀態(tài)維持時(shí)間是兩個(gè)MSL時(shí)間長(zhǎng)度,也就是在1-4分鐘峦椰,Windows操作系統(tǒng)就是4分鐘龄寞。進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)的一般情況下是客戶端,一個(gè)TIME_WAIT狀態(tài)的連接就占用了一個(gè)本地端口汤功。一臺(tái)機(jī)器上端口號(hào)數(shù)量的上限是65536個(gè)物邑,如果在同一臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行壓力測(cè)試模擬上萬(wàn)的客戶請(qǐng)求,并且循環(huán)與服務(wù)端進(jìn)行短連接通信滔金,那么這臺(tái)機(jī)器將產(chǎn)生4000個(gè)左右的TIME_WAIT Socket色解,后續(xù)的短連接就會(huì)產(chǎn)生address already in use : connect的異常,如果使用Nginx作為方向代理也需要考慮TIME_WAIT狀態(tài)餐茵,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在大量TIME_WAIT狀態(tài)的連接科阎,通過(guò)調(diào)整內(nèi)核參數(shù)解決。
編輯文件忿族,加入以下內(nèi)容:
然后執(zhí)行 /sbin/sysctl -p 讓參數(shù)生效锣笨。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示開(kāi)啟SYN Cookies。當(dāng)出現(xiàn)SYN等待隊(duì)列溢出時(shí)道批,啟用cookies來(lái)處理错英,可防范少量SYN攻擊,默認(rèn)為0隆豹,表示關(guān)閉椭岩;
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示開(kāi)啟重用。允許將TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP連接,默認(rèn)為0判哥,表示關(guān)閉献雅;
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示開(kāi)啟TCP連接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默認(rèn)為0塌计,表示關(guān)閉挺身。
net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統(tǒng)默認(rèn)的TIMEOUT時(shí)間。
HTTP協(xié)議
關(guān)于TCP/IP和HTTP協(xié)議的關(guān)系夺荒,網(wǎng)絡(luò)有一段比較容易理解的介紹:“我們?cè)趥鬏敂?shù)據(jù)時(shí)瞒渠,可以只使用(傳輸層)TCP/IP協(xié)議,但是那樣的話技扼,如果沒(méi)有應(yīng)用層,便無(wú)法識(shí)別數(shù)據(jù)內(nèi)容嫩痰。如果想要使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有意義剿吻,則必須使用到應(yīng)用層協(xié)議。應(yīng)用層協(xié)議有很多串纺,比如HTTP丽旅、FTP、TELNET等纺棺,也可以自己定義應(yīng)用層協(xié)議榄笙。
HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(Hypertext Transfer Protocol ),是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)祷蝌,也是手機(jī)聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一茅撞,WEB使用HTTP協(xié)議作應(yīng)用層協(xié)議,以封裝HTTP文本信息巨朦,然后使用TCP/IP做傳輸層協(xié)議將它發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上米丘。
由于HTTP在每次請(qǐng)求結(jié)束后都會(huì)主動(dòng)釋放連接,因此HTTP連接是一種“短連接”糊啡,要保持客戶端程序的在線狀態(tài)拄查,需要不斷地向服務(wù)器發(fā)起連接請(qǐng)求。通常 的做法是即時(shí)不需要獲得任何數(shù)據(jù)棚蓄,客戶端也保持每隔一段固定的時(shí)間向服務(wù)器發(fā)送一次“保持連接”的請(qǐng)求堕扶,服務(wù)器在收到該請(qǐng)求后對(duì)客戶端進(jìn)行回復(fù),表明知道 客戶端“在線”梭依。若服務(wù)器長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法收到客戶端的請(qǐng)求稍算,則認(rèn)為客戶端“下線”,若客戶端長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法收到服務(wù)器的回復(fù)睛挚,則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開(kāi)邪蛔。
下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的HTTP Post application/json數(shù)據(jù)內(nèi)容的請(qǐng)求:
關(guān)于Socket(套接字)
現(xiàn)在我們了解到TCP/IP只是一個(gè)協(xié)議棧,就像操作系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制一樣,必須要具體實(shí)現(xiàn)侧到,同時(shí)還要提供對(duì)外的操作接口勃教。就像操作系統(tǒng)會(huì)提供標(biāo)準(zhǔn)的編程接口,比如Win32編程接口一樣匠抗,TCP/IP也必須對(duì)外提供編程接口故源,這就是Socket。現(xiàn)在我們知道汞贸,Socket跟TCP/IP并沒(méi)有必然的聯(lián)系绳军。Socket編程接口在設(shè)計(jì)的時(shí)候,就希望也能適應(yīng)其他的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議矢腻。所以门驾,Socket的出現(xiàn)只是可以更方便的使用TCP/IP協(xié)議棧而已,其對(duì)TCP/IP進(jìn)行了抽象多柑,形成了幾個(gè)最基本的函數(shù)接口奶是。比如create,listen竣灌,accept聂沙,connect,read和write等等初嘹。
不同語(yǔ)言都有對(duì)應(yīng)的建立Socket服務(wù)端和客戶端的庫(kù)及汉,下面舉例Nodejs如何創(chuàng)建服務(wù)端和客戶端:
服務(wù)端:
服務(wù)監(jiān)聽(tīng)9000端口
下面使用命令行發(fā)送http請(qǐng)求和telnet
注意到curl只處理了一次報(bào)文。
客戶端
Socket長(zhǎng)連接
所謂長(zhǎng)連接屯烦,指在一個(gè)TCP連接上可以連續(xù)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)包坷随,在TCP連接保持期間,如果沒(méi)有數(shù)據(jù)包發(fā)送漫贞,需要雙方發(fā)檢測(cè)包以維持此連接(心跳包)甸箱,一般需要自己做在線維持。 短連接是指通信雙方有數(shù)據(jù)交互時(shí)迅脐,就建立一個(gè)TCP連接芍殖,數(shù)據(jù)發(fā)送完成后,則斷開(kāi)此TCP連接谴蔑。比如Http的豌骏,只是連接、請(qǐng)求隐锭、關(guān)閉窃躲,過(guò)程時(shí)間較短,服務(wù)器若是一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到請(qǐng)求即可關(guān)閉連接。其實(shí)長(zhǎng)連接是相對(duì)于通常的短連接而說(shuō)的钦睡,也就是長(zhǎng)時(shí)間保持客戶端與服務(wù)端的連接狀態(tài)蒂窒。
通常的短連接操作步驟是:
連接→數(shù)據(jù)傳輸→關(guān)閉連接;
而長(zhǎng)連接通常就是:
連接→數(shù)據(jù)傳輸→保持連接(心跳)→數(shù)據(jù)傳輸→保持連接(心跳)→……→關(guān)閉連接;
什么時(shí)候用長(zhǎng)連接洒琢,短連接秧秉?
長(zhǎng)連接多用于操作頻繁,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊衰抑,而且連接數(shù)不能太多情況象迎,。每個(gè)TCP連接都需要三步握手呛踊,這需要時(shí)間砾淌,如果每個(gè)操作都是先連接,再操作的話那么處理 速度會(huì)降低很多谭网,所以每個(gè)操作完后都不斷開(kāi)汪厨,次處理時(shí)直接發(fā)送數(shù)據(jù)包就OK了,不用建立TCP連接蜻底。例如:數(shù)據(jù)庫(kù)的連接用長(zhǎng)連接骄崩, 如果用短連接頻繁的通信會(huì)造成Socket錯(cuò)誤,而且頻繁的Socket創(chuàng)建也是對(duì)資源的浪費(fèi)薄辅。
什么是心跳包為什么需要:
心跳包就是在客戶端和服務(wù)端間定時(shí)通知對(duì)方自己狀態(tài)的一個(gè)自己定義的命令字,按照一定的時(shí)間間隔發(fā)送抠璃,類似于心跳站楚,所以叫做心跳包。網(wǎng)絡(luò)中的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)都是使用Socket進(jìn)行實(shí)現(xiàn)搏嗡。但是如果此套接字已經(jīng)斷開(kāi)(比如一方斷網(wǎng)了)窿春,那發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的時(shí)候就一定會(huì)有問(wèn)題〔珊校可是如何判斷這個(gè)套接字是否還可以使用呢旧乞?這個(gè)就需要在系統(tǒng)中創(chuàng)建心跳機(jī)制。其實(shí)TCP中已經(jīng)為我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)叫做心跳的機(jī)制磅氨。如果你設(shè)置了心跳尺栖,那TCP就會(huì)在一定的時(shí)間(比如你設(shè)置的是3秒鐘)內(nèi)發(fā)送你設(shè)置的次數(shù)的心跳(比如說(shuō)2次),并且此信息不會(huì)影響你自己定義的協(xié)議烦租。也可以自己定義延赌,所謂“心跳”就是定時(shí)發(fā)送一個(gè)自定義的結(jié)構(gòu)體(心跳包或心跳幀),讓對(duì)方知道自己“在線”,以確保鏈接的有效性叉橱。
分享更多關(guān)于 Linux后端開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)底層原理知識(shí)學(xué)習(xí)提升 點(diǎn)擊 學(xué)習(xí)資料 獲取挫以,完善技術(shù)棧,內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)包括Linux窃祝,Nginx掐松,ZeroMQ,MySQL,Redis大磺,線程池抡句,MongoDB,ZK量没,Linux內(nèi)核玉转,CDN,P2P殴蹄,epoll究抓,Docker,TCP/IP袭灯,協(xié)程刺下,DPDK等等。
實(shí)現(xiàn):
服務(wù)端:
服務(wù)端輸出結(jié)果:
客戶端代碼:
客戶端輸出結(jié)果:
定義自己的協(xié)議
如果想要使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有意義稽荧,則必須使用到應(yīng)用層協(xié)議比如Http橘茉、Mqtt、Dubbo等姨丈〕┳浚基于TCP協(xié)議上自定義自己的應(yīng)用層的協(xié)議需要解決的幾個(gè)問(wèn)題:
心跳包格式的定義及處理
報(bào)文頭的定義,就是你發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候需要先發(fā)送報(bào)文頭蟋恬,報(bào)文里面能解析出你將要發(fā)送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
你發(fā)送數(shù)據(jù)包的格式翁潘,是json的還是其他序列化的方式
下面我們就一起來(lái)定義自己的協(xié)議,并編寫(xiě)服務(wù)的和客戶端進(jìn)行調(diào)用:
定義報(bào)文頭格式: length:000000000xxxx; xxxx代表數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度歼争,總長(zhǎng)度20,舉例子不嚴(yán)謹(jǐn)拜马。
數(shù)據(jù)序列化方式:JSON。
服務(wù)端:
日志打鱼迦蕖:
客戶端
日志打恿┟А:
這里可以看到一個(gè)客戶端在同一個(gè)時(shí)間內(nèi)處理一個(gè)請(qǐng)求可以很好的工作,但是想象這么一個(gè)場(chǎng)景乔遮,如果同一時(shí)間內(nèi)讓同一個(gè)客戶端去多次調(diào)用服務(wù)端請(qǐng)求扮超,發(fā)送多次頭數(shù)據(jù)和內(nèi)容數(shù)據(jù),服務(wù)端的data事件收到的數(shù)據(jù)就很難區(qū)別哪些數(shù)據(jù)是哪次請(qǐng)求的申眼,比如兩次頭數(shù)據(jù)同時(shí)到達(dá)服務(wù)端瞒津,服務(wù)端就會(huì)忽略其中一次,而后面的內(nèi)容數(shù)據(jù)也不一定就對(duì)應(yīng)于這個(gè)頭的括尸。所以想復(fù)用長(zhǎng)連接并能很好的高并發(fā)處理服務(wù)端請(qǐng)求巷蚪,就需要連接池這種方式了。
Socket連接池
什么是Socket連接池,池的概念可以聯(lián)想到是一種資源的集合濒翻,所以Socket連接池屁柏,就是維護(hù)著一定數(shù)量Socket長(zhǎng)連接的集合啦膜。它能自動(dòng)檢測(cè)Socket長(zhǎng)連接的有效性,剔除無(wú)效的連接淌喻,補(bǔ)充連接池的長(zhǎng)連接的數(shù)量僧家。從代碼層次上其實(shí)是人為實(shí)現(xiàn)這種功能的類,一般一個(gè)連接池包含下面幾個(gè)屬性:
空閑可使用的長(zhǎng)連接隊(duì)列
正在運(yùn)行的通信的長(zhǎng)連接隊(duì)列
等待去獲取一個(gè)空閑長(zhǎng)連接的請(qǐng)求的隊(duì)列
無(wú)效長(zhǎng)連接的剔除功能
長(zhǎng)連接資源池的數(shù)量配置
長(zhǎng)連接資源的新建功能
場(chǎng)景: 一個(gè)請(qǐng)求過(guò)來(lái)裸删,首先去資源池要求獲取一個(gè)長(zhǎng)連接資源八拱,如果空閑隊(duì)列里面有長(zhǎng)連接,就獲取到這個(gè)長(zhǎng)連接Socket,并把這個(gè)Socket移到正在運(yùn)行的長(zhǎng)連接隊(duì)列涯塔。如果空閑隊(duì)列里面沒(méi)有肌稻,且正在運(yùn)行的隊(duì)列長(zhǎng)度小于配置的連接池資源的數(shù)量,就新建一個(gè)長(zhǎng)連接到正在運(yùn)行的隊(duì)列去匕荸,如果正在運(yùn)行的不下于配置的資源池長(zhǎng)度爹谭,則這個(gè)請(qǐng)求進(jìn)入到等待隊(duì)列去。當(dāng)一個(gè)正在運(yùn)行的Socket完成了請(qǐng)求榛搔,就從正在運(yùn)行的隊(duì)列移到空閑的隊(duì)列诺凡,并觸發(fā)等待請(qǐng)求隊(duì)列去獲取空閑資源,如果有等待的情況践惑。
下面簡(jiǎn)單介紹Node.js的一個(gè)通用連接池模塊:generic-pool腹泌。
主要文件目錄結(jié)構(gòu)
初始化連接池
使用連接池
下面連接池的使用,使用的協(xié)議是我們之前自定義的協(xié)議尔觉。
日志打诱嫱汀:
這里看到前面兩個(gè)請(qǐng)求都建立了新的Socket連接 socket_pool 127.0.0.1 9000 connect,定時(shí)器結(jié)束后重新發(fā)起兩個(gè)請(qǐng)求就沒(méi)有建立新的Socket連接了穷娱,直接從連接池里面獲取Socket連接資源。
源碼分析
發(fā)現(xiàn)主要的代碼就位于lib文件夾中的Pool.js 構(gòu)造函數(shù): lib/Pool.js
可以看到包含之前說(shuō)的空閑的資源隊(duì)列运沦,正在請(qǐng)求的資源隊(duì)列泵额,正在等待的請(qǐng)求隊(duì)列等。
下面查看 Pool.acquire 方法
lib/Pool.js
上面的代碼就按種情況一直走下到最終獲取到長(zhǎng)連接的資源携添,其他更多代碼大家可以自己去深入了解嫁盲。