TCP长连接和短连接

---

• TCP在真正的读写操作之前，server与client之间必须建立一个连接，当读写操作完成后，双方不再需要这个连接
  时它们可以释放这个连接，连接的建立通过三次握手，释放则需要四次握手，所以说每个连接的建立都是需要
  资源消耗和时间消耗的。

三次握手的示意图：

三次握手

四次挥手的示意图：

四次挥手

TCP短连接

• 模拟一下TCP短连接的情况:

  1. client 向 server 发起连接请求
  2. server 接到请求，双方建立连接
  3. client 向 server 发送消息
  4. server 回应 client
  5. 一次读写完成，此时双方任何一个都可以发起 close 操作

• 在第 5 点钟，一般都是 client 先发起 close 操作。因为一般的 server 不会回复完 client 后就立即关闭连接。
  当然也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

• 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

TCP长连接

• 再模拟一下长连接的情况:

  1. client 向 server 发起连接
  2. server 接到请求，双方建立连接
  3. client 向 server 发送消息
  4. server 回应 client
  5. 一次读写完成，连接不关闭
  6. 后续读写操作...

• 长连接的状态保持在下面的TCP保活功能中讲解。

长/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

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2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。

长/短连接的优点和缺点

• 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。
  对于频繁请求资源的客户来说，较适用长连接。

• 不过这里存在一个问题，存活功能的探测周期太长，还有就是它只是探测TCP连接的存活，
  属于比较斯文的做法，遇到恶意的连接时，保活功能就不够使了。
  在长连接的应用场景下，client端一般不会主动关闭它们之间的连接，
  client与server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，server早晚有扛不住的时候，这时候server端需要采取一些策略，
  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server端服务受损；
  如果条件再允许就可以以客户端机器为颗粒度，限制每个客户端的最大长连接数，
  这样可以完全避免某个蛋疼的客户端连累后端服务。

• 短连接对于服务器来说管理较为简单，存在的连接都是有用的连接，不需要额外的控制手段。

• 但如果客户请求频繁，将在TCP的建立和关闭操作上浪费时间和带宽。

长/短连接的应用场景

• 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情况。
  每个TCP连接都需要三步握手，这需要时间，如果每个操作都是先连接，
  再操作的话那么处理速度会降低很多，所以每个操作完后都不断开，
  再次处理时直接发送数据包就OK了，不用建立TCP连接。
  例如：数据库的连接用长连接，如果用短连接频繁的通信会造成socket错误，
  而且频繁的socket 创建也是对资源的浪费。

• 而像WEB网站的http服务一般都用短链接，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，
  那可想而知吧。所以并发量大，但每个用户无需频繁操作情况下需用短连好。

---

http://blog.csdn.net/whuslei/article/details/6667471
https://www.centos.bz/2012/08/tcp-establish-close/
http://www.cnblogs.com/0201zcr/p/4694945.html
http://www.cnblogs.com/beifei/archive/2011/06/26/2090611.html