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一、長連接概述
長連接是一種客戶端與服務(wù)器端之間保持連接的方式，即使客戶端不發(fā)送請求，服務(wù)器端仍然保持連接并等待客戶端的請求。在客戶端和服務(wù)器端之間頻繁地建立和斷開連接的情況下，長連接顯得尤為重要。因為建立和斷開連接會增加很多開銷，而長連接能夠減少這種開銷。
二、Socket編程
Socket編程是利用基于TCP/IP協(xié)議的套接字（socket）來開發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信程序的一種方法。Socket可以理解為一種通信橋梁，允許不同的進程通過網(wǎng)絡(luò)互相通信。Socket編程支持良好，且可以應(yīng)用于多種操作系統(tǒng)，如Unix、Linux、Windows等。
在Socket編程中，客戶端和服務(wù)器端之間通常會建立TCP連接。TCP是一種可靠的連接，保證了數(shù)據(jù)的有序傳輸和完整性。連接雙方可以長時間保持連接，以便使數(shù)據(jù)傳輸更加迅速、更加可靠。
三、實現(xiàn)長連接
在進行Socket編程時，可以通過一些手段來實現(xiàn)長連接：
1. 客戶端定時發(fā)送心跳包
當客戶端和服務(wù)器端之間缺乏交互時，客戶端可以定時向服務(wù)器端發(fā)送心跳包。一般來說，心跳包是一條無實際意義的消息，其目的是為了讓服務(wù)器端知道客戶端仍然處于活動狀態(tài)。如果服務(wù)器端在一定時間內(nèi)沒有收到心跳包，就可判定客戶端已經(jīng)斷開連接。
2. 服務(wù)器端定時向客戶端發(fā)送消息
當服務(wù)器端有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時，可以優(yōu)先發(fā)送給處于長連接狀態(tài)的客戶端。此時，服務(wù)器端可以利用發(fā)送數(shù)據(jù)的機會，向客戶端發(fā)送一條帶有心跳信息的數(shù)據(jù)。在此過程中，服務(wù)器端可以做出判斷，如果客戶端在規(guī)定時間內(nèi)沒有回復心跳信息，就可以認為客戶端已經(jīng)與服務(wù)器端斷開連接。
3. 利用Socket選項設(shè)置
Socket的選項設(shè)置可以控制Socket的運行模式和特性。Options如SO_KEEPALIVE和TCP_KEEPIDLE可以讓Socket保持連接狀態(tài)，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。SO_KEEPALIVE選項設(shè)置從發(fā)送方向接收心跳包，檢測連接是否還是活躍的，但是SO_KEEPALIVE并不能保證即時檢測的到斷開而TCP_KEEPIDLE可以解決這個問題，通過設(shè)置TCP_KEEPALIVE選項，可以讓Socket在定義的一段時間內(nèi)沒有數(shù)據(jù)交互就定期地向?qū)Χ税l(fā)送心跳包。
四、代碼實現(xiàn)
以下是客戶端和服務(wù)器端基于C++的長連接代碼實現(xiàn)：
客戶端：
“`cpp
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAXLINE 4096
int mn(int argc, char **argv) {
if (argc != 2) {
std::cout ”
return -1;
}
int sockfd;
struct sockaddr_in servaddr;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd
std::cout
return -1;
}
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(9999);
if (inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr)
std::cout
return -1;
}
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr))
std::cout
return -1;
}
char sendBuff[MAXLINE], recvBuff[MAXLINE];
int n;
while (true) {
bzero(sendBuff, sizeof(sendBuff));
bzero(recvBuff, sizeof(recvBuff));
sprintf(sendBuff, “hello world\n”);
write(sockfd, sendBuff, strlen(sendBuff));
if ((n = read(sockfd, recvBuff, MAXLINE)) > 0) {
recvBuff[n] = 0;
std::cout
}
}
shutdown(sockfd, SHUT_RDWR);
return 0;
}
“`
服務(wù)器端：
“`cpp
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAXLINE 4096
#define LISTENQ 5
int mn() {
int listenfd, connfd;
struct sockaddr_in servaddr;
char buff[MAXLINE];
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
servaddr.sin_port = htons(9999);
bind(listenfd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof(servaddr));
listen(listenfd, LISTENQ);
std::cout
for (;;) {
connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *) NULL, NULL);
FILE *fp = fdopen(connfd, “r+”);
setvbuf(fp, NULL, _IONBF, 0);
while (fgets(buff, MAXLINE, fp) != NULL) {
printf(“recv: %s”, buff);
fflush(stdout);
}
fclose(fp);
close(connfd);
}
return 0;
}
“`
上面的代碼實現(xiàn)了一個簡單的長連接，其中客戶端發(fā)送一條消息后等待服務(wù)器端的響應(yīng)，如果服務(wù)器端沒有響應(yīng)，客戶端就會一直等待。
五、
長連接可以有效地減少網(wǎng)絡(luò)通信的開銷，提高數(shù)據(jù)傳輸效率和穩(wěn)定性。而Socket編程是實現(xiàn)長連接的一種通用方式，支持多種操作系統(tǒng)和開發(fā)語言。
在實現(xiàn)長連接時，Socket的選項設(shè)置可以提高Socket的運行效率，客戶端可以定時發(fā)送心跳包，服務(wù)器端也可以定時向客戶端發(fā)送消息，以此來保持長連接的狀態(tài)。
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Socket,http長連接與短連接
在網(wǎng)絡(luò)層有IP協(xié)議,ICMP協(xié)議,ARP協(xié)議,RARP協(xié)議和BOOTP協(xié)議.
在傳輸層中有:TCP協(xié)議與UDP協(xié)議.
在應(yīng)用層有:通過TCP協(xié)議來通信的應(yīng)用層協(xié)議包括FTP,HTTP,TELNET,TP協(xié)議. 通過UDP協(xié)議來通信的應(yīng)用層春派協(xié)議包括DNS,TFTP等;
連接->數(shù)據(jù)傳輸->關(guān)閉連接
HTTP是無狀態(tài)的,瀏覽器和服務(wù)器每進行一次HTTP操作,就建立一次連接,單任務(wù)結(jié)束后就返森帆中斷連接.也可以這樣說:短連接是指Socket連接后發(fā)送后接收完數(shù)據(jù)后馬上斷開連接.
連接->傳輸數(shù)據(jù)->保持連接->傳輸數(shù)據(jù)->….->關(guān)閉連接
長連接指建立socket連接后不管是否使用都保持連接,但安全性較差.
http的長連接
HTTP也可以建立長連接的,使用Connection:keep-alive,HTTP1.1默認進行持久連接,HTTP1.1和HTTP1.0相比較而言更大的區(qū)別就是添加了持久連接支持(貌似最新的http1.0可以顯示的指定keep-alive)但還是無狀態(tài)的,或者說是不可信任的.
長連接多用于操作頻繁,點對點的通訊,而且連接數(shù)不能太多情況.每個TCP連接都需要三步握手,這需要時間,如果每個操作都是先連接在操作的話那么處理時間會降低很多,所以每個操作完后都不斷開,次處理時直接發(fā)送數(shù)據(jù)包就OK了,不用再次建立連接.例如即使通訊環(huán)信底層用的就是長連接聊天過程中為了保證消息的實時性,保持長連接進行會話!
而web網(wǎng)站的http服務(wù)一般用短連接,因為長連接對于服務(wù)端來說會耗費一定的資源,而像web網(wǎng)站這樣頻繁成千上萬甚至上億客戶端的連接用短連接會更省資源,如果用長連接,而且同時有成千上萬的用戶,如果每個用戶都占用一個連接的話,并發(fā)數(shù)會很大,這樣后臺服務(wù)器有承受很大的壓力,所以這種情況小用短連接會比較好.
Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議通訊的中間軟件抽象層,它是一組接口,在設(shè)計模式中,socket其實就是一個門面模式,它把復雜的TCP/IP組協(xié)議隱藏在了socket接口后面,對用戶來說簡單的接口就是全部,讓socket去組織數(shù)據(jù),以符合指定的協(xié)議.
主機A的應(yīng)用程序要和主機B的應(yīng)用程序進行通信,必須通過socket建立連接,而建立socket連接必須通過底層的TCP/IP協(xié)議建立TCP連接,建立TCP連接需要底層IP協(xié)議來尋址網(wǎng)絡(luò)中的主機.我們知道網(wǎng)絡(luò)中的IP協(xié)議可以幫助我們根據(jù)IP地址來找到目標主機但是一臺主機上可能運行著多個應(yīng)用程序,如何才能與指定的應(yīng)用程序通信就要通過TCP和UDP的地址也就是端口號來指定,這樣就可以通過socket實例唯一代表一個主機上的一個應(yīng)用程序的通信鏈路了.
(1)之一次握手:Client(客戶端)將標識位SYN(發(fā)起一個新連接)置為1,隨機產(chǎn)生一個(序號:發(fā)送數(shù)據(jù)對其標識)seq=J,并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給server(服務(wù)器),Client(客漏雹戶端)進入SYN_SENT狀態(tài),等待Server確認.
(2)第二次握手:Server收到數(shù)據(jù)包后由SYN=1知道Client請求建立連接,Server將SYN和ACK都置為1,ack=J+1;.隨機產(chǎn)生一個seq=k,并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Client以確認連接請求,Server進入SYN_RCVD狀態(tài).
(3)第三次握手:Client收到確認后,檢查ack是否為J+1,ACK是否為1,如果正確則將標識位ACK置為1,ack=k+1;并將數(shù)據(jù)包發(fā)送給Server,Sever檢查ack是否為k+1,ACK是否為1,如果正確則建立連接Client和server進入ESTABLISHED狀態(tài),完成三次握手,隨后Client和Server之間可以開始傳輸數(shù)據(jù)了.
（1）之一次揮手：Client發(fā)送一個FIN(釋放一個連接)，用來關(guān)閉Client到Server的數(shù)據(jù)傳送，Client進入FIN_WAIT_1狀態(tài)。
（2）第二次揮手：Server收到FIN后，發(fā)送一個ACK給Client，確認序號為收到序號+1（與SYN相同，一個FIN占用一個序號），Server進入CLOSE_WAIT狀態(tài)。
（3）第三次揮手：Server發(fā)送一個FIN，用來關(guān)閉Server到Client的數(shù)據(jù)傳送，Server進入LAST_ACK(確認序號有效)狀態(tài).
（4）第四次揮手：Client收到FIN后，Client進入TIME_WAIT狀態(tài)，接著發(fā)送一個ACK給Server，確認序號為收到序號+1，Server進入CLOSED狀態(tài)，完成四次揮手。
Q1 : HTTP Socket TCP UDP都是什么？
HTTP 全稱是超文本傳輸協(xié)議，是一個應(yīng)用層的協(xié)議。用于客戶端和服務(wù)端之間進行通訊。
TCP/UDP 都是傳輸層協(xié)議。TCP是可靠的，我們常說的三次握手連接，四次握手斷開都是說的TCP。而UDP是不可靠的。
Socket 則是從傳輸層抽象出來的接口層。
Q2 : HTTP連接和Socket連接有什么區(qū)別？分別在什么情況下使用？
HTTP 是基于TCP的短連接。需要經(jīng)過三次握手建立連接，且無法保持始終連接。
Socket 是長連接?；赥CP的Socket連接，一旦建立三次握手，除非一方主動斷開，否則連接狀態(tài)一直保存。也可以基于UDP進行Socket連接。
HTTP連接，服務(wù)端無法主動發(fā)消息，采用的是’請求-響應(yīng)’機制?？蛻舳藳]有發(fā)消息給服務(wù)端，服務(wù)端無法推送消息給客戶端。
Socket連接，一方可以隨時向另一方發(fā)起會話。
雙方不需要時刻保持連接在線用HTTP。eg : 客戶端資源獲取、上傳文件等。
即時通訊應(yīng)用需要用Socket連接。eg : 微信、蘋果的APNs等。
Q3 : HTTPS是什么？和HTTP有什么區(qū)別？
HTTPS就是HTTP加上SSL/TLS。TLS(Transport Layer Security)傳輸層安全協(xié)議，作用是在傳輸層對網(wǎng)絡(luò)連接加密。SSL就是TLS的前身。
HTTP端口是80，是無狀態(tài)的。HTTPS端口是443，是可以進行加密傳輸、身份認證的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
怎么建立socket長連接
非蠢肢要用socket，就socket.setdefaulttimeout和settimeout設(shè)置連接時間 while 1接受。長滿沒坦告法 聊天室一般不用socket保持連接，占用多巨讓檔明大cpu，一般即時游戲才用。 聊天可以在http協(xié)議上構(gòu)建，做周期輪詢就行。python也內(nèi)置了http客服兩端
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