TCP长连接和短连接

TCP的具体介绍可参考[1.1.1 三次握手](https://notebook.ricear.com/project-26/doc-301)和[1.1.2 四次挥手](https://notebook.ricear.com/project-26/doc-302)，下面主要介绍TCP的短连接、长连接及其二者的优缺点。

## 1 短连接

### 1.1 含义

1. 短连接是指**通信双方有数据交互时**，**就建立TCP连接**，**数据发送完成后**，**则断开此TCP连接**。
2. 短连接的模式是$连接 \rightarrow 数据传输 \rightarrow 关闭连接...建立连接 \rightarrow 数据传输 \rightarrow 关闭连接$。

### 1.2 优缺点

#### 1.2.1 优点

1. **管理起来比较简单**，**存在的连接都是有用的连接**，**不需要额外的控制手段**。

#### 1.2.2 缺点

1. **如果客户请求频繁**，**将在TCP的建立和关闭操作上浪费时间和带宽**。

### 1.3 适用场景

1. 适用于像**WEB网站的HTTP服务**，因为**长连接对于服务端来说会耗费一定的资源**，而像WEB网站这么频繁的成千上万甚至上亿客户端的连接**用短连接会更省一些资源**，**如果用长连接**，**而且同时有成千上万的用户**，**如果每个用户都占用一个连接的话**，**那可想而知**，所以**并发量大**，但**每个用户无需频繁操作情况下使用短连接比较好**。

## 2 长连接

### 2.1 含义

1. 长连接是指**在一个TCP连接上可以连续发送多个数据包**。
2. **在TCP连接保持期间**，**如果没有数据包发送**，**需要双方发检测包以维持此连接**，**一般需要自己做在线维持**。
3. 如果**一个给定的连接在两小时内没有任何动作**，则**服务器就向客户端发送一个探测报文段**，**客户端必须处于以下4个状态之一**：
   1. **客户端依然正常运行**，**并从服务器可达**，**客户端的TCP响应正常**，**而服务器也知道对方是正常的**，**服务器在两小时后将保活定时器复位**。
   2. **客户端已经崩溃**，**并且关闭或者正在重新启动**，**在任何一种情况下**，**客户端的TCP都没有响应**，**服务器将不能收到对探测的响应**，**并在75秒后超时**，**服务器总共发送10个这样的探测**，**每个间隔75秒**，**如果服务器没有收到一个响应**，**他就认为客户端已经关闭并终止连接**。
   3. **客户端崩溃并已经重新启动**，**服务器将收到一个对其保活探测的响应**，**这个响应是一个复位**，**使得服务器终止这个连接**。
   4. **客户端正常运行**，**但是服务器不可达**，**这种情况与2类似**，**TCP能发现的就是没有收到探查的响应**。

### 2.2 优缺点

#### 2.2.1 优点

1. **长连接可以省去较多的TCP建立和关闭的操作**，**减少浪费**，**节约时间**。

#### 2.2.2 缺点

1. **存活功能的探测周期长**，**而且只是探测TCP连接的存活**，**遇到恶意的连接时**，**保活功能就不够使了**。
2. 在长连接的应用场景下，**客户端一般不会主动关闭他们的连接**，**客户端和服务端之间的连接如果一直不关闭的话**，**会存在一个问题**，**随着客户端连接越来越多**，**服务器早晚有扛不住的时候**，**这时候服务器就需要采取一些策略**，如**关闭一些长时间没有读写事件发生的连接**，这样**可以避免一些恶意连接导致服务器受损**，**如果条件再允许的话**，**可以以客户端为颗粒度**，**限制每个客户端的最大连接数**，**这样就可以避免某个存在问题的客户端连累后端服务**。

### 2.3 适用场景

1. **长连接多用于操作频繁**，**点对点的通讯**，**而且连接数不能太多的情况**，**这样每个操作完后都不断开**，**后面处理时直接发送数据包就可以了**，**不用再建立TCP连接**。
2. 例如，**数据库的连接使用长连接**，**如果用短连接的话**，**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**。

### 2.4 如何检测长连接是否中断

1. **在应用层使用心跳来主动检测**。
2. **改变 `socket`的 `keepalive`选项**，**以使 `socket`检测连接是否中断的时间间隔更小**，**以满足我们的实时性需求**。

## 参考文献

1. [TCP长连接和短连接的区别](https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1626918769&ver=3205&signature=J6F30sC9elDfv9QwPZLqAVR-8c2mPWYsl6IiSD3tXHt*T69PWghEWazCftOmB98f0kZJgu5mRpdeVPYhjZdLLpLau-AoC2gIo7UfvOGktto-GgSvFHkoxXDP*jYg0jgn&new=1)。
2. [一文搞懂 HTTP、TCP 的长连接和短连接](https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1626918769&ver=3205&signature=xRqpLamHdrmDm-veGDbbo8bV0WrhU16dupzbCO49bgfSwQfHoWe3hxAVdl7vaiV-5rART6EU8N7Dpj15JKj0Hkk59jvwZjm6*pQaWrr3zShsNgakUlb7n8mQcTKP6lfY&new=1)。