轉(zhuǎn)載自 https://blog.csdn.net/alpha_love/article/details/77202857 如有侵權(quán) 聯(lián)系刪除
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)采用TCP協(xié)議時(shí)，在真正的讀寫操作之前，server與client之間必須建立一個(gè)連接几于，當(dāng)讀寫操作完成后灸芳，雙方不再需要這個(gè)連接時(shí)它們可以釋放這個(gè)連接痹仙，連接的建立是需要三次握手的，而釋放則需要4次握手惊奇，所以說(shuō)每個(gè)連接的建立都是需要資源消耗和時(shí)間消耗的
經(jīng)典的三次握手示意圖：
經(jīng)典的四次握手關(guān)閉圖：
一荆几、長(zhǎng)連接與短連接
長(zhǎng)連接: 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，
在TCP連接保持期間赊时，如果沒(méi)有數(shù)據(jù)包發(fā)送吨铸，需要雙方發(fā)檢測(cè)包以維持此連接;
一般需要自己做在線維持。
短連接: 指通信雙方有數(shù)據(jù)交互時(shí)祖秒，就建立一個(gè)TCP連接诞吱，數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，則斷開(kāi)此TCP連接;
一般銀行都使用短連接竭缝。
它的優(yōu)點(diǎn)是：管理起來(lái)比較簡(jiǎn)單房维，存在的連接都是有用的連接，不需要額外的控制手段
比如http的抬纸，只是連接咙俩、請(qǐng)求、關(guān)閉湿故，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)閉連接阿趁。
其實(shí)長(zhǎng)連接是相對(duì)于通常的短連接而說(shuō)的，也就是長(zhǎng)時(shí)間保持客戶端與服務(wù)端的連接狀態(tài)坛猪。
長(zhǎng)連接與短連接的操作過(guò)程
通常的短連接操作步驟是：
連接→數(shù)據(jù)傳輸→關(guān)閉連接脖阵；
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；
這就要求長(zhǎng)連接在沒(méi)有數(shù)據(jù)通信時(shí)墅茉，定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)包(心跳)命黔，以維持連接狀態(tài)呜呐，
短連接在沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)直接關(guān)閉就行了
什么時(shí)候用長(zhǎng)連接，短連接悍募？
長(zhǎng)連接多用于操作頻繁蘑辑，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊，而且連接數(shù)不能太多情況坠宴。
每個(gè)TCP連接都需要三步握手以躯，這需要時(shí)間，如果每個(gè)操作都是先連接啄踊，再操作的話那么處理速度會(huì)降低很多忧设，
所以每個(gè)操作完后都不斷開(kāi)，下次次處理時(shí)直接發(fā)送數(shù)據(jù)包就OK了颠通，不用建立TCP連接址晕。
例如：數(shù)據(jù)庫(kù)的連接用長(zhǎng)連接，
如果用短連接頻繁的通信會(huì)造成socket錯(cuò)誤顿锰，而且頻繁的socket 創(chuàng)建也是對(duì)資源的浪費(fèi)谨垃。
二、發(fā)送接收方式
1硼控、異步
報(bào)文發(fā)送和接收是分開(kāi)的刘陶，相互獨(dú)立的，互不影響牢撼。這種方式又分兩種情況：
(1)異步雙工：接收和發(fā)送在同一個(gè)程序中匙隔，由兩個(gè)不同的子進(jìn)程分別負(fù)責(zé)發(fā)送和接收
(2)異步單工：接收和發(fā)送是用兩個(gè)不同的程序來(lái)完成。
2熏版、同步
報(bào)文發(fā)送和接收是同步進(jìn)行纷责，既報(bào)文發(fā)送后等待接收返回報(bào)文。
同步方式一般需要考慮超時(shí)問(wèn)題撼短，即報(bào)文發(fā)出去后不能無(wú)限等待再膳，需要設(shè)定超時(shí)時(shí)間，
超過(guò)該時(shí)間發(fā)送方不再等待讀返回報(bào)文曲横，直接通知超時(shí)返回喂柒。
在長(zhǎng)連接中一般是沒(méi)有條件能夠判斷讀寫什么時(shí)候結(jié)束，所以必須要加長(zhǎng)度報(bào)文頭禾嫉。
讀函數(shù)先是讀取報(bào)文頭的長(zhǎng)度灾杰，再根據(jù)這個(gè)長(zhǎng)度去讀相應(yīng)長(zhǎng)度的報(bào)文。
三. 單工夭织、半雙工和全雙工
根據(jù)通信雙方的分工和信號(hào)傳輸方向可將通信分為三種方式：
單工吭露、半雙工吠撮、全雙工尊惰。
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中主要采用雙工方式讲竿，其中：
局域網(wǎng)采用半雙工方式，
城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)采用全雙工方式弄屡。
單工(Simplex)方式：
通信雙方設(shè)備中發(fā)送器與接收器分工明確题禀，只能在由發(fā)送器向接收器的單一固定方向上傳送數(shù)據(jù)。
采用單工通信的典型發(fā)送設(shè)備如早期計(jì)算機(jī)的讀卡器膀捷，典型的接收設(shè)備如打印機(jī)迈嘹。半雙工(Half Duplex)方式：
通信雙方設(shè)備既是發(fā)送器，也是接收器全庸，兩臺(tái)設(shè)備可以相互傳送數(shù)據(jù)秀仲，但某一時(shí)刻則只能向一個(gè)方向傳送數(shù)據(jù)。
例如壶笼，步話機(jī)是半雙工設(shè)備神僵，因?yàn)樵谝粋€(gè)時(shí)刻只能有一方說(shuō)話上陕。全雙工(Full Duplex)方式：
通信雙方設(shè)備既是發(fā)送器常潮，也是接收器，兩臺(tái)設(shè)備可以同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送數(shù)據(jù)甩挫。
例如责语，電話是全雙工設(shè)備炮障，因?yàn)殡p方可同時(shí)說(shuō)話。
而像WEB網(wǎng)站的http服務(wù)一般都用短鏈接坤候，因?yàn)殚L(zhǎng)連接對(duì)于服務(wù)端來(lái)說(shuō)會(huì)耗費(fèi)一定的資源胁赢，
而像WEB網(wǎng)站這么頻繁的成千上萬(wàn)甚至上億客戶端的連接用短連接會(huì)更省一些資源，
如果用長(zhǎng)連接白筹，而且同時(shí)有成千上萬(wàn)的用戶徘键，如果每個(gè)用戶都占用一個(gè)連接的話，那可想而知吧遍蟋。
所以并發(fā)量大吹害，但每個(gè)用戶無(wú)需頻繁操作情況下需用短連好。
總之虚青，長(zhǎng)連接和短連接的選擇要視情況而定它呀。
心跳包機(jī)制
跳包之所以叫心跳包是因?yàn)椋核裥奶粯用扛艄潭〞r(shí)間發(fā)一次，以此來(lái)告訴服務(wù)器棒厘，這個(gè)客戶端還活著纵穿。事實(shí)上這是為了保持長(zhǎng)連接，至于這個(gè)包的內(nèi)容奢人，是沒(méi)有什么特別規(guī)定的谓媒，不過(guò)一般都是很小的包，或者只包含包頭的一個(gè)空包何乎。
在TCP的機(jī)制里面句惯，本身是存在有心跳包的機(jī)制的土辩，也就是TCP的選項(xiàng)：SO_KEEPALIVE。系統(tǒng)默認(rèn)是設(shè)置的2小時(shí)的心跳頻率抢野。但是它檢查不到機(jī)器斷電拷淘、網(wǎng)線拔出、防火墻這些斷線指孤。而且邏輯層處理斷線可能也不是那么好處理启涯。一般，如果只是用于笔研活還是可以的结洼。
心跳包一般來(lái)說(shuō)都是在邏輯層發(fā)送空的echo包來(lái)實(shí)現(xiàn)的。下一個(gè)定時(shí)器叉跛，在一定時(shí)間間隔下發(fā)送一個(gè)空包給客戶端补君，然后客戶端反饋一個(gè)同樣的空包回來(lái)，服務(wù)器如果在一定時(shí)間內(nèi)收不到客戶端發(fā)送過(guò)來(lái)的反饋包昧互，那就只有認(rèn)定說(shuō)掉線了挽铁。
其實(shí)，要判定掉線敞掘，只需要send或者recv一下叽掘，如果結(jié)果為零，則為掉線玖雁。但是更扁，在長(zhǎng)連接下，有可能很長(zhǎng)一段時(shí)間都沒(méi)有數(shù)據(jù)往來(lái)赫冬。理論上說(shuō)浓镜，這個(gè)連接是一直保持連接的，但是實(shí)際情況中劲厌，如果中間節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)什么故障是難以知道的膛薛。更要命的是，有的節(jié)點(diǎn)（防火墻）會(huì)自動(dòng)把一定時(shí)間之內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)交互的連接給斷掉补鼻。在這個(gè)時(shí)候哄啄，就需要我們的心跳包了，用于維持長(zhǎng)連接风范，弊傻活。
在獲知了斷線之后硼婿，服務(wù)器邏輯可能需要做一些事情锌半，比如斷線后的數(shù)據(jù)清理呀，重新連接呀……當(dāng)然寇漫，這個(gè)自然是要由邏輯層根據(jù)需求去做了刊殉。
總的來(lái)說(shuō)殉摔，心跳包主要也就是用于長(zhǎng)連接的保活和斷線處理冗澈。一般的應(yīng)用下钦勘，判定時(shí)間在30-40秒比較不錯(cuò)陋葡。如果實(shí)在要求高亚亲，那就在6-9秒。
心跳檢測(cè)步驟：
1 客戶端每隔一個(gè)時(shí)間間隔發(fā)生一個(gè)探測(cè)包給服務(wù)器
2 客戶端發(fā)包時(shí)啟動(dòng)一個(gè)超時(shí)定時(shí)器
3 服務(wù)器端接收到檢測(cè)包腐缤，應(yīng)該回應(yīng)一個(gè)包
4 如果客戶機(jī)收到服務(wù)器的應(yīng)答包捌归，則說(shuō)明服務(wù)器正常，刪除超時(shí)定時(shí)器
5 如果客戶端的超時(shí)定時(shí)器超時(shí)岭粤，依然沒(méi)有收到應(yīng)答包惜索，則說(shuō)明服務(wù)器掛了
