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HTTP keep-alive学习

2018-07-30  本文已影响11人  山猫猫那个红艳艳

公司某产品的网页有安全保护机制,每过一段时间就会自动登出,没办法毕竟是对安全要求比较高的产品,所以只能不停地登录。但是恼火的是我发现每次第一次登录一定会报密码错误,这怎么可能???后来程序猿小哥告诉我这是因为和数据库的连接已经断掉了,第一次登录只是起到了刷新的作用。emmm。。。。
然后又有人告诉我,这个问题可以通过heart beat来解决,比如系统如果10分钟没有任何流量就断开这个链接,可以选择每5分钟发一个心跳包,然后有一点流量,系统就不会断开这个链接了。heart beat是实现keep-alive的一种形式,在自学过程中我顺便也学了一下keep-alive的东西。
转载一篇我觉得写得比较清楚的讲keep-alive的博客。

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故事发生在10月份的一次面试经历中,本来我不想说出来丢人显眼,但是为了警醒自己和告诫后人,我决定写成博文发出来。因为在面试过程中,我讲在2009年写过QQ农场助手,在这期间深入学习了HTTP协议,而且在2010-05-18写了博文:HTTP协议及其POST与GET操作差异 & C#中如何使用POST、GET等。面试官说既然我熟悉HTTP协议,就问“当HTTP采用keepalive模式,当客户端向服务器发生请求之后,客户端如何判断服务器的数据已经发生完成?”

说实话,当时我懵了,一直没有关注过keepalive模式。我只知道:HTTP协议中客户端发送一个小请求,服务器响应以所期望的信息(例如一个html文件或一副gif图像)。服务器通常在发送回所请求的数据之后就关闭连接。这样客户端读数据时会返回EOF(-1),就知道数据已经接收完全了。我就这样被面试官判了死刑!!!说我完全停留在表面,没有深入(当时真的很受打击,一直自认为技术还不错!)。我当时真的很想找各种借口:

觉得各种解释都是那么苍白无力!我再次感叹书到用时方恨少,也感叹一个人的时间是多么的有限(曾一度想成为一个IT专业全才),根本没有精力面面俱到,而且当没有真正使用一个东西的时候,往往会忽略掉很多细节。朋友如果你也答不上来,请认真细看下文,不要怀着浮躁了的心,说不定下次就有人问你这个问题。

1、什么是Keep-Alive模式?

我们知道HTTP协议采用“请求-应答”模式,当使用普通模式,即非KeepAlive模式时,每个请求/应答客户和服务器都要新建一个连接,完成之后立即断开连接(HTTP协议为无连接的协议);当使用Keep-Alive模式(又称持久连接、连接重用)时,Keep-Alive功能使客户端到服务器端的连接持续有效,当出现对服务器的后继请求时,Keep-Alive功能避免了建立或者重新建立连接。

[图片上传中...(image-d8a696-1532937277099-0)]

http 1.0中默认是关闭的,需要在http头加入"Connection: Keep-Alive",才能启用Keep-Alive;http 1.1中默认启用Keep-Alive,如果加入"Connection: close ",才关闭。目前大部分浏览器都是用http1.1协议,也就是说默认都会发起Keep-Alive的连接请求了,所以是否能完成一个完整的Keep-Alive连接就看服务器设置情况。

2、启用Keep-Alive的优点

从上面的分析来看,启用Keep-Alive模式肯定更高效,性能更高。因为避免了建立/释放连接的开销。下面是RFC 2616上的总结:

    1. By opening and closing fewer TCP connections, CPU time is saved in routers and hosts (clients, servers, proxies, gateways, tunnels, or caches), and memory used for TCP protocol control blocks can be saved in hosts.

    2. HTTP requests and responses can be pipelined on a connection. Pipelining allows a client to make multiple requests without waiting for each response, allowing a single TCP connection to be used much more efficiently, with much lower elapsed time.

    3. Network congestion is reduced by reducing the number of packets caused by TCP opens, and by allowing TCP sufficient time to determine the congestion state of the network.

    4. Latency on subsequent requests is reduced since there is no time spent in TCP's connection opening handshake.

    5. HTTP can evolve more gracefully, since errors can be reported without the penalty of closing the TCP connection. Clients using future versions of HTTP might optimistically try a new feature, but if communicating with an older server, retry with old semantics after an error is reported.

RFC 2616(P47)还指出:单用户客户端与任何服务器或代理之间的连接数不应该超过2个。一个代理与其它服务器或代码之间应该使用超过2 * N的活跃并发连接。这是为了提高HTTP响应时间,避免拥塞(冗余的连接并不能代码执行性能的提升)。

3、回到我们的问题(即如何判断消息内容/长度的大小?)

Keep-Alive模式,客户端如何判断请求所得到的响应数据已经接收完成(或者说如何知道服务器已经发生完了数据)?我们已经知道了,Keep-Alive模式发送玩数据HTTP服务器不会自动断开连接,所有不能再使用返回EOF(-1)来判断(当然你一定要这样使用也没有办法,可以想象那效率是何等的低)!下面我介绍两种来判断方法。

3.1、使用消息首部字段Conent-Length

故名思意,Conent-Length表示实体内容长度,客户端(服务器)可以根据这个值来判断数据是否接收完成。但是如果消息中没有Conent-Length,那该如何来判断呢?又在什么情况下会没有Conent-Length呢?请继续往下看……

3.2、使用消息首部字段Transfer-Encoding

当客户端向服务器请求一个静态页面或者一张图片时,服务器可以很清楚的知道内容大小,然后通过Content-length消息首部字段告诉客户端需要接收多少数据。但是如果是动态页面等时,服务器是不可能预先知道内容大小,这时就可以使用Transfer-Encoding:chunk模式来传输数据了。即如果要一边产生数据,一边发给客户端,服务器就需要使用"Transfer-Encoding: chunked"这样的方式来代替Content-Length。

chunk编码将数据分成一块一块的发生。Chunked编码将使用若干个Chunk串连而成,由一个标明长度为0的chunk标示结束。每个Chunk分为头部和正文两部分,头部内容指定正文的字符总数(十六进制的数字)和数量单位(一般不写),正文部分就是指定长度的实际内容,两部分之间用回车换行(CRLF)隔开。在最后一个长度为0的Chunk中的内容是称为footer的内容,是一些附加的Header信息(通常可以直接忽略)。

Chunk编码的格式如下:

Chunked-Body = *chunk
"0" CRLF
footer
CRLF
chunk = chunk-size [ chunk-ext ] CRLF
chunk-data CRLF

hex-no-zero = <HEX excluding "0">

chunk-size = hex-no-zero *HEX
chunk-ext = *( ";" chunk-ext-name [ "=" chunk-ext-value ] )
chunk-ext-name = token
chunk-ext-val = token | quoted-string
chunk-data = chunk-size(OCTET)

footer = *entity-header

即Chunk编码由四部分组成:1、0至多个chunk块,2、"0" CRLF,3、footer,4、CRLF****.而每个chunk块由:chunk-size、chunk-ext(可选)、CRLF、chunk-data、CRLF组成。

4、消息长度的总结

其实,上面2中方法都可以归纳为是如何判断http消息的大小、消息的数量。RFC 2616对消息的长度总结如下:一个消息的transfer-length(传输长度)是指消息中的message-body(消息体)的长度。当应用了transfer-coding(传输编码),每个消息中的message-body(消息体)的长度(transfer-length)由以下几种情况决定(优先级由高到低):

为了兼容HTTP/1.0应用程序,HTTP/1.1的请求消息体中必须包含一个合法的Content-Length头字段,除非知道服务器兼容HTTP/1.1。一个请求包含消息体,并且Content-Length字段没有给定,如果不能判断消息的长度,服务器应该用用400 (bad request) 来响应;或者服务器坚持希望收到一个合法的Content-Length字段,用 411 (length required)来响应。

所有HTTP/1.1的接收者应用程序必须接受“chunked” transfer-coding (传输编码),因此当不能事先知道消息的长度,允许使用这种机制来传输消息。消息不应该够同时包含 Content-Length头字段和non-identity transfer-coding。如果一个消息同时包含non-identity transfer-coding和Content-Length ,必须忽略Content-Length 。

5、HTTP头字段总结

最后我总结下HTTP协议的头部字段。

===============================================================================
HTTP 请求消息头部实例:
Host:rss.sina.com.cn
User-Agent:Mozilla/5、0 (Windows; U; Windows NT 5、1; zh-CN; rv:1、8、1、14) Gecko/20080404 Firefox/2、0、0、14
Accept:text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0、9,text/plain;q=0、8,image/png,/;q=0、5
Accept-Language:zh-cn,zh;q=0、5
Accept-Encoding:gzip,deflate
Accept-Charset:gb2312,utf-8;q=0、7,*;q=0、7
Keep-Alive:300
Connection:keep-alive
Cookie:userId=C5bYpXrimdmsiQmsBPnE1Vn8ZQmdWSm3WRlEB3vRwTnRtW <-- Cookie
If-Modified-Since:Sun, 01 Jun 2008 12:05:30 GMT
Cache-Control:max-age=0
HTTP 响应消息头部实例:
Status:OK - 200 <-- 响应状态码,表示 web 服务器处理的结果。
Date:Sun, 01 Jun 2008 12:35:47 GMT
Server:Apache/2、0、61 (Unix)
Last-Modified:Sun, 01 Jun 2008 12:35:30 GMT
Accept-Ranges:bytes
Content-Length:18616
Cache-Control:max-age=120
Expires:Sun, 01 Jun 2008 12:37:47 GMT
Content-Type:application/xml
Age:2
X-Cache:HIT from 236-41、D07071951、sina、com、cn <-- 反向代理服务器使用的 HTTP 头部
Via:1.0 236-41.D07071951.sina.com.cn:80 (squid/2.6.STABLE13)
Connection:close

本节摘自:http://ynhu33.blog.51cto.com/412835/408801

——最后我想说:“怪自己学艺不精,浪费了一次机会(而且是我最想进的公司)”

希望老天再给我一次机会。

PS:还有一点加速了我的死亡,我学习过Android开发

但是用的是JAVA,经理说研究Android开发就得用NDK,那才是核心。

作者:吴秦
出处:http://www.cnblogs.com/skynet/
本文基于署名 2.5 中国大陆许可协议发布,欢迎转载,演绎或用于商业目的,但是必须保留本文的署名吴秦(包含链接).

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