长链接、短链接与连接池

在了解连接池之前，我们需要对长、短链接建立初步认识。我们都知道，网络通信大部分都是基于 TCP/IP 协议，数据传输之前，双方通过“ 三次握手 ”建立连接，当数据传输完成之后，又通过“ 四次挥手 ”释放连接，以下是“三次握手”与“四次挥手”示意图：

三次握手建立连接示意图：

四次挥手释放连接示意图：

长、短连接是相对通信时间而言的。长连接相对短连接而言，多了一个 保持连接 的过程，可以在一个连接上可以连续发送多个数据包，在连接保持期间，如果没有数据包发送，需要双方发链路检测包。

短连接的 *** 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

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，然后一次请求就完成了。这时候双方任意都可以发起close *** 作，不过一般都是client先发起close *** 作。上述可知，短连接一般只会在 client/server间传递一次请求 *** 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。

长连接的 *** 作步骤是：

建立连接——数据传输…（保持连接）…数据传输——关闭连接

client向server发起连接，server接受client连接，双方建立连接，client与server完成一次请求后，它们之间的连接并不会主动关闭，后续的读写 *** 作会继续使用这个连接。

TCP长连接保持的两种办法：

自定义心跳消息头.，一般客户端主动发送到服务端，服务器接收后进行回应(也可以不回应)，以便能够侦测连接是否异常断开。

通过设置TCP keepalive的属性，并设置发送底层心跳包的时间间隔。TCP keepalive是在底层定时发送心跳报文，服务器端接收到底层的心跳报文直接丢弃，不关心其内容。

HTTP协议是无状态的，在HTTP/1.0中默认使用短连接，客户端和服务器每进行一次HTTP *** 作，浏览器就会重新建立一个HTTP会话。

而从HTTP/1.1起，默认使用长连接，用以保持连接特性，使用长连接的HTTP协议，会在响应头加入这行代码：

在使用长连接的情况下，当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭，客户端再次访问这个服务器时，会继续使用这一条已经建立的连接。Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个保持时间，可以在不同的服务器软件中设定这个时间。实现长连接需要客户端和服务端都支持长连接。

HTTP协议的长连接和短连接，实质上是TCP协议的长连接和短连接。

基于TCP/IP协议，我们可以知道，频繁的连接创建和销毁都需要消耗资源，而连接池是将已经创建好的连接保存在池中，当有请求来时，直接使用已经创建好的连接进行访问，这样省略了创建连接和销毁连接的过程。这样性能上得到了提高。

以数据库连接池为例，基本原理如下：

连接池技术带来的好处：

由于连接得到重用，避免了频繁创建、释放连接引起的大量性能开销。在减少系统消耗的基础上，另一方面也增进了系统运行环境的平稳性（减少内存碎片以及临时进程/线程的数量）。

连接池在初始化过程中，往往已经创建了若干连接置于池中备用。此时连接的初始化工作均已完成。对于业务请求处理而言，直接利用现有可用连接，避免了连接初始化和释放过程的时间开销，从而缩减了系统整体响应时间。

在较为完备的连接池实现中，可根据预先的连接占用超时设定，强制收回被占用连接。从而避免了常规连接 *** 作中可能出现的资源泄漏。

以PHP开发为例，基于PHP-FPM机制实现的Web服务，并不容易实现连接池，而常驻内存的开发框架，例如workerman、swoole 则可以简单实现连接池功能。PHP-FPM机制下的连接池需要借助第三方Proxy实现，例如：

短连接

连接->传输数据->关闭连接

比如HTTP是无状态的的短链接，浏览器和服务器每进行一次HTTP *** 作，就建立一次连接，但任务结束就中断连接。

具体就是：浏览器client发起并建立TCP连接 ->client发送HttpRequest报文 ->server接收到报文->server handle并发送HttpResponse报文给前端,发送完毕之后立即调用socket.close方法

->client接收response报文->client最终会收到server端断开TCP连接的信号->client 端断开TCP连接，具体就是调用close方法。

也可以这样说：短连接是指SOCKET连接后，发送接收完数据后马上断开连接。

因为连接后接收了数据就断开了，所以每次数据接受处理不会有联系。 这也是HTTP协议无状态的原因之一。

长连接

连接->传输数据->保持连接 ->传输数据->...........->直到一方关闭连接，多是客户端关闭连接。

长连接指建立SOCKET连接后不管是否使用都保持连接，但安全性较差。

HTTP在短链接和长连接上的选择：

HTTP是无状态的 ，也就是说，浏览器和服务器每进行一次HTTP *** 作，就建立一次连接，但任务结束就中断连接。

如果客户端浏览器访问的某个HTML或其他类型的 Web页中包含有其他的Web资源，如JavaScript文件、图像文件、CSS文件等；当浏览器每遇到这样一个Web资源，就会建立一个HTTP会话

HTTP1.1和HTTP1.0相比较而言，最大的区别就是增加了持久连接支持(貌似最新的HTTP1.1 可以显示的指定 keep-alive),但还是无状态的，或者说是不可以信任的。

如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码 Connection:keep-alive

TCP连接在发送后将仍然保持打开状态，于是，浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立新连接所需的时间，还节约了带宽。

实现长连接要客户端和服务端都支持长连接。

什么时候用长连接，短连接？

长连接多用于 *** 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 *** 作都是先连接，再 *** 作的话那么处理速度会降低很多，所以每个 *** 作完后都不断开，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。

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 *** 作情况下需用短连好。

总之，长连接和短连接的选择要视情况而定。

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