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服务端程序的keeplive

2013年10月28日 ⁄ 综合 ⁄ 共 5436字 ⁄ 字号 评论关闭

首先就看一下KeepAlive出现的原因吧: 
当一个客户端向服务器发送http请求时,两者之间会建立一个tcp连接,然后服务器发回响应信息同时关闭连接。如果请求的的页面中含有别的资源连接,比如图片、flsah等,就会再次创建连接。KeepAlive的作用就是在第一次创建连接时,服务器会把这个tcp连接保持一段时间(服务器端会有一个keepaliveTime的最大时间,超过时间就断开连接)。这样就不会频繁的去建立tcp连接,同一次请求中的信息传递都可以使用同一个tcp连接。
 

KeepAlive的工作原理: 
在HTTP1.0和HTTP1.1协议中都有对KeepAlive的支持。其中HTTP1.0需要在request中增加“Connection: keep-alive” header才能够支持,而HTTP1.1默认支持。(大家可以利用抓包工具看一下)
 
HTTP1.0 KeepAlive支持的数据交互流程如下:
 
a)Client发出request,其中该request的HTTP版本号为1.0。同是在request中包含一个header:“Connection: keep-alive”。
 
b)Web Server收到request中的HTTP协议为1.0及“Connection: keep-alive”就认为是一个长连接请求,其将在response的header中也增加“Connection: keep-alive”。同是不会关闭已建立的tcp连接。
 
c)Client收到Web Server的response中包含“Connection: keep-alive”,就认为是一个长连接,不close tcp连接。并用该tcp连接再发送request。(跳转到a))
 
HTTP1.1 KeepAlive支持的数据交互流程如下:
 
a)Client发出request,其中该request的HTTP版本号为1.1。
 
b)Web Server收到request中的HTTP协议为1.1就认为是一个长连接请求,其将在response的header中也增加“Connection: keep-alive”。同是不会关闭已建立的tcp连接。
 
c)Client收到Web Server的response中包含“Connection: keep-alive”,就认为是一个长连接,不close tcp连接。并用该tcp连接再发送request。(跳转到a))
 

关于KeepAlive的分析: 
现在的一些服务器都可以设置KeepAlive是否开启,以及KeepAlive的超时时间,服务器支持的KeepAlive数量(数量一般不会很大,否则会对服务器产生很大的压力)。
 
那么我们考虑3种情况:
 
  1、用户浏览一个网页时,除了网页本身外,还引用了多个 javascript 文件,多个 css 文件,多个图片文件,并且这些文件都在同一个 HTTP 服务器上。
 
  2、用户浏览一个网页时,除了网页本身外,还引用一个 javascript 文件,一个图片文件。
 
  3、用户浏览的是一个动态网页,由程序即时生成内容,并且不引用其他内容。
 
对于上面3中情况,1 最适合打开 KeepAlive ,2 随意,3 最适合关闭 KeepAlive
 
打 开 KeepAlive 后,意味着每次用户完成全部访问后,都要保持一定时间后才关闭会关闭 TCP 连接,那么在关闭连接之前,必然会有一个服务器进程对应于该用户而不能处理其他用户,假设 KeepAlive 的超时时间为 10 秒种,服务器每秒处理 50 个独立用户访问,那么系统中 Apache 的总进程数就是 10 * 50 = 500 个,如果一个进程占用 4M 内存,那么总共会消耗 2G 内存,所以可以看出,在这种配置中,相当消耗内存,但好处是系统只处理了 50次 TCP 的握手和关闭操作。
 
如果关闭 KeepAlive,如果还是每秒50个用户访问,如果用户每次连续的请求数为3个,那么 Apache 的总进程数就是 50 * 3 = 150 个,如果还是每个进程占用 4M 内存,那么总的内存消耗为 600M,这种配置能节省大量内存,但是,系统处理了 150 次 TCP 的握手和关闭的操作,因此又会多消耗一些 CPU 资源。
 


采用TCP连接的C/S模式软件,连接的双方在连接空闲状态时,如果任意一方意外崩溃、当机、网线断开或路由器故障,另一方无法得知TCP连接已经失效,除非继续在此连接上发送数据导致错误返回。很多时候,这不是我们需要的。我们希望服务器端和客户端都能及时有效地检测到连接失效,然后优雅地完成一些清理工作并把错误报告给用户。

如何及时有效地检测到一方的非正常断开,一直有两种技术可以运用。一种是由TCP协议层实现的Keepalive,另一种是由应用层自己实现的心跳包。

TCP默认并不开启Keepalive功能,因为开启Keepalive功能需要消耗额外的宽带和流量,尽管这微不足道,但在按流量计费的环境下增加了费用,另一方面,Keepalive设置不合理时可能会因为短暂的网络波动而断开健康的TCP连接。并且,默认的Keepalive超时需要7,200,000 milliseconds,即2小时,探测次数为5次。

对于Win2K/XP/2003,可以从下面的注册表项找到影响整个系统所有连接的keepalive参数:

 

对于实用的程序来说,2小时的空闲时间太长。因此,我们需要手工开启Keepalive功能并设置合理的Keepalive参数。

 

开启Keepalive选项之后,对于使用IOCP模型的服务器端程序来说,一旦检测到连接断开,GetQueuedCompletionStatus函数将立即返回FALSE,使得服务器端能及时清除该连接、释放该连接相关的资源。对于使用select模型的客户端来说,连接断开被探测到时,以recv目的阻塞在socket上的select方法将立即返回SOCKET_ERROR,从而得知连接已失效,客户端程序便有机会及时执行清除工作、提醒用户或重新连接。

另一种技术,由应用程序自己发送心跳包来检测连接的健康性。客户端可以在一个Timer中或低级别的线程中定时向发服务器发送一个短小精悍的包,并等待服务器的回应。客户端程序在一定时间内没有收到服务器回应即认为连接不可用,同样,服务器在一定时间内没有收到客户端的心跳包则认为客户端已经掉线。

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windows下此处的”非正常断开”指TCP连接不是以优雅的方式断开,如网线故障等物理链路的原因,还有突然主机断电等原因.

有两种方法可以检测:

1.TCP连接双方定时发握手消息

2.利用TCP协议栈中的KeepAlive探测
第二种方法简单可靠,只需对TCP连接两个Socket设定KeepAlive探测,
所以本文只讲第二种方法在Linux,Window2000下的实现(在其它的平台上没有作进一步的测试)
Windows 2000平台下 头文件

 

 ACE下代码 //by rainfish    blog.csdn.net/bat603

 

Linux平台下

 

 

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