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面试-长链接与短链接

2016-04-10  本文已影响1211人  kuperxu

前言

长链接和短链接又分别称为持续链接和非持续链接

Web页面上通常有很多对象。有些对象较小,比如HTML文本或图标;有些对象却很大,如视频文件。对于众多小的文件,如果它们的所有请求以及响应都经过相同的TCP连接来发送,其工作效率就会提高。这种将多个请求/响应对经同一个TCP链接进行传送的方式被称为持续连接。此时,又可以分为两种情况:无流水线的持续链接有流水线的持续链接。对于前者,仅当前面的响应已经收到时,客户机才会发出新的请求,这使每个引用对象都会引入一个RTT时延。对于后者,只要客户机遇到一个引用对象,他就发送请求,对于所有的引用的对象,只引入一个RTT时延。这种流水线的持续连接是HTTP/1.1的默认状况。
而对于很大的对象,如果每个请求/响应都单独经过一条TCP连接发送,用户的感受将会更好。这种将每个请求/响应都经过一个单独的TCP连接进行发送的方式被称为非持续连接。尽管HTTP客户机和服务器在其默认方式下均使用持续连接方式,但也能将他们的配置成使用非持续连接方式。

表层-HTTP

长链接与锻炼的区别是头域:Connection。
在http1.0及之前都是默认方式为非持久性链接(关键词未知查不到抱歉!)。在HTTP1.1之后就将链接默认为Keep-Alive表示是持久性链接。当链接想要关闭的话就将状态字设置为close。

题外话,这个头域还有一个作用是可以控制不再转发给代理。
他的根源是控制tcp的链接状态。

一个详细的HTTP请求:

浏览器与服务器之间使用持续链接方式,将出现下列情况:
(1)HTTP客户机进程发起一个到服务器URL的TCP连接,连接服务器端口是80,这使客户机和服务器上分别有一
个套接字与该链接相关联。
(2)HTTP客户机经过它的套接字接受该请求报文,请求报文中包含了路径名/home.index。
(3)HTTP服务器进程经过他的套接字接受该请求报文,从其存储器(RAM或磁盘)中检索出对象/home.index;
在一个HTTP响应报文中封装该对象,并通过其套接字向客户姐发送响应报文。
(4)HTTP客户机接收响应报文,分析该报文并指出封装的对象是一个HTML文件,并得到对8个JPEG图形和5个视
频的共13个引用。
(5)先传送基本的HTML文件,然后这13个引用对象通过相同的TCP连接一个接一个地传送(流水线技术),直至
该页面上的对象全部传输完毕。其中若传输每个JPEG图形文件用时tj,传输每个视频用时tv,并且忽略了HTML文
件的传输时间,则共用时8tj+5tv,  且tv>>tj。
(6)若一条连接经过一定时间间隔(一个可配置的超时间隔)仍未被使用,则HTTP服务器进程通知TCP断开。

在上述例子中,如果使用了非持续性连接方式,那么每个TCP连接在服务器发送一个对象后关闭,即该连接并不为其他的对象持续下来。这样一共产生了14个TCP连接。

持久化的链接的好处在于减少了tcp链接的重复建立和断开所造成的额外开销,减轻了服务器的负载。另外,减少开销的那部分时间,是http请求和相应能够更早的结束,这样web的显示速度也就相应的提高了。
采用持久化的原因是现在的页面越来越大!html中的内容需要发送多次resquest来进行接收,每次都断开tcp链接都会产生明显的开销。
持久化链接固然好,但是我们要知道一个系统的链接数目是有限的。我们可以通过ulimit -n可以查看最大链接数。

本质-TCP

短连接
  我们模拟一下TCP短连接的情况,client向server发起连接请求,server接到请求,然后双方建立连接。client向server 发送消息,server回应client,然后一次读写就完成了,这时候双方任何一个都可以发起close操作,不过一般都是client先发起 close操作。为什么呢,一般的server不会回复完client后立即关闭连接的,当然不排除有特殊的情况。从上面的描述看,短连接一般只会在 client/server间传递一次读写操作。
短连接的优点是: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
长连接
  接下来我们再模拟一下长连接的情况,client向server发起连接,server接受client连接,双方建立连接。Client与server完成一次读写之后,它们之间的连接并不会主动关闭,后续的读写操作会继续使用这个连接。
先说一下TCP/IP详解上讲到的TCP保活功能,保活功能主要为服务器应用提供,服务器应用希望知道客户主机是否崩溃,从而可以代表客户使用资源。如果客户已经消失,使得服务器上保留一个半开放的连接,而服务器又在等待来自客户端的数据,则服务器将应远等待客户端的数据,保活功能就是试图在服务器端检测到这种半开放的连接。

如果一个给定的连接在两小时内没有任何的动作,则服务器就向客户发一个探测报文段,客户主机必须处于以下4个状态之一:
1.客户主机依然正常运行,并从服务器可达。客户的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.客户主机已经崩溃,并且关闭或者正在重新启动。在任何一种情况下,客户的TCP都没有响应。服务端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,它就认为客户主机已经关闭并终止连接。
3.客户主机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.客户机正常运行,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。

链接的实现就是通过scoket来进行通讯的

一次链接过程
长连接短连接操作过程
短连接的操作步骤是:
建立连接——数据传输——关闭连接...建立连接——数据传输——关闭连接
长连接的操作步骤是:
建立连接——数据传输...(保持连接)...数据传输——关闭连接
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