谈谈HTTP协议中的短轮询、长轮询、长连接和短连接

引言

最近刚到公司不到一个月,正处于熟悉项目和源码的阶段,因此最近经常会看一些源码。在研究一个项目的时候,源码里面用到了HTTP的长轮询。由于之前没太接触过,因此LZ便趁着这个机会,好好了解了一下HTTP的长长短短。

了解的方式主要都是LZ在网络上获取的,这里只是谈一下LZ对于这四种叫法最直观的理解。如果你之前不懂的话,可以帮你普及一下,如果你之前就懂得话,可以互相对照一下。

以前的误解

很久之前LZ就听说过长连接的说法,而且还知道HTTP1.0协议不支持长连接,从HTTP1.1协议以后,连接默认都是长连接。但LZ终究觉得对于长连接一直懵懵懂懂的,有种抓不到关键点的感觉。

今天LZ通过一番研究,终于明白了这其中的奥秘。而之前,LZ也看过长连接相关的内容,但一直都是云里雾里的。这次之所以能在这么短的时间里搞清楚,和LZ自己技术的沉淀密不可分。因此,这里LZ借着这个机会,再次强调一下,千万不要试图去研究你研究了很久都整不明白的东西,或许是你的层次不到,也或许是你从未在实际的应用场景接触过,这种情况下你去研究,只会事倍功半,徒劳一番罢了。

回到正题,既然说是误解,那么LZ的误解到底是什么?

那就是LZ一直认为,HTTP连接分为长连接和短连接,而我们现在常用的都是HTTP1.1,因此我们用的都是长连接。

这句话其实只对了一半,我们现如今的HTTP协议,大部分都是1.1的,因此我们平时用的基本上都是长连接。但是前半句是不对的,HTTP协议根本没有长短连接这一说,也正因为误解了这个,导致LZ对于长连接一直不明不白,始终不得其要领,具体下面一段会说到。

网络上很多文章都是误人子弟,根本没有说明白这个概念。这里LZ要强调一下,HTTP协议是基于请求/响应模式的,因此只要服务端给了响应,本次HTTP连接就结束了,或者更准确的说,是本次HTTP请求就结束了,根本没有长连接这一说。那么自然也就没有短连接这一说了。

之所以网络上说HTTP分为长连接和短连接,其实本质上是说的TCP连接。TCP连接是一个双向的通道,它是可以保持一段时间不关闭的,因此TCP连接才有真正的长连接和短连接这一说

其实知道了以后,会觉得这很好理解。HTTP协议说到底是应用层的协议,而TCP才是真正的传输层协议,只有负责传输的这一层才需要建立连接。

一个形象的例子就是,拿你在网上购物来说,HTTP协议是指的那个快递单,你寄件的时候填的单子就像是发了一个HTTP请求,等货物运到地方了,快递员会根据你发的请求把货物送给相应的收货人。而TCP协议就是中间运货的那个大货车,也可能是火车或者飞机,但不管是什么,它是负责运输的,因此必须要有路,不管是地上还是天上。那么这个路就是所谓的TCP连接,也就是一个双向的数据通道。

因此,LZ现在甚至觉得,“HTTP连接”这个词就不应该出现,它只是一个应用层的协议,根本就没有所谓的连接这一说,就像FTP也是应用层的协议,但是你有听说过FTP连接吗?(恩,好像是听过,-_-,但你现在知道了,其实所谓的FTP连接,严格来说,依旧是TCP连接)

实际上,说HTTP请求和HTTP响应会更准确一些,而HTTP请求和HTTP响应,都是通过TCP连接这个通道来回传输的。

不管怎么说,一定要务必记住,长连接是指的TCP连接,而不是HTTP连接。

一个疑问

之前LZ一直对一件事有些模糊不清,首先是怎么样就算是把HTTP变成长连接了,是不是只要设置Connection为keep-alive就算是了?

如果是的话,那都说HTTP1.1默认是长连接,而观察我们平时开发的Web应用的HTTP头部,Connection也确实是keep-alive,那就是说我们大部分都是用的长连接,但是长连接不是一般用于交互比较频繁的应用吗?像我们这种普通的Web应用,比如博客园这种,或者我的个人博客这种,长连接有什么用?

如果有用那用处到底是什么,我们又不是客户端与服务器交互频繁的那种应用(毕竟你打开网页肯定要半天才打开另外一个吧),如果没用的话,那到底应不应该把Connection为keep-alive这个header值给改掉,从而改成短连接?

这个疑问,在LZ明白了长连接其实是指的TCP连接之后,基本上就明白了。而这个疑问,也正是LZ在“以前的误解”那一段所提到的,那个因为误解导致LZ一直搞不明白的问题。

为什么解决了上面那个误解之后,前面所说的这些疑问LZ都明白了?

因为长连接意味着连接会被复用,毕竟一直保持着连接不就是为了重复使用嘛。但如果长连接是指的HTTP的话,那就是说HTTP连接可以被重复利用,这个话听起来就感觉很别扭。之所以觉得别扭,其实就是LZ的一种直觉,没什么理论依据。而这种别扭的根源就在于,之前一直没有融会贯通的感觉,所以总感觉缺少点什么。不过这点疑惑,并没有影响LZ的工作,因此也就没深究过。

但现在好了,明白了长连接实际上是指的TCP连接,LZ瞬间自己就想明白了上面的那些问题。

第一个问题是,是不是只要设置Connection为keep-alive就算是长连接了?

当然是的,但要服务器和客户端都设置。

第二个问题是,我们平时用的是不是长连接?

这个也毫无疑问,当然是的。(现在用的基本上都是HTTP1.1协议,你观察一下就会发现,基本上Connection都是keep-alive。而且HTTP协议文档上也提到了,HTTP1.1默认是长连接,也就是默认Connection的值就是keep-alive)

第三个问题,也是LZ之前最想不明白的问题,那就是我们这种普通的Web应用(比如博客园,我的个人博客这种)用长连接有啥好处?需不需要关掉长连接而使用短连接?

这个问题LZ现在终于明白了,问题的答案是好处还是有的。

好处是什么?

首先,刚才已经说了,长连接是为了复用,这个在之前LZ就明白。那既然长连接是指的TCP连接,也就是说复用的是TCP连接。那这就很好解释了,也就是说,长连接情况下,多个HTTP请求可以复用同一个TCP连接,这就节省了很多TCP连接建立和断开的消耗。

比如你请求了博客园的一个网页,这个网页里肯定还包含了CSS、JS等等一系列资源,如果你是短连接(也就是每次都要重新建立TCP连接)的话,那你每打开一个网页,基本要建立几个甚至几十个TCP连接,这浪费了多少资源就不用LZ去说了吧。

但如果是长连接的话,那么这么多次HTTP请求(这些请求包括请求网页内容,CSS文件,JS文件,图片等等),其实使用的都是一个TCP连接,很显然是可以节省很多消耗的。

这样一解释,就很明白了,不知道大家看了这些解释感觉如何,反正LZ在自己想明白以后,有种豁然开朗的感觉。

另外,最后关于长连接还要多提一句,那就是,长连接并不是永久连接的。如果一段时间内(具体的时间长短,是可以在header当中进行设置的,也就是所谓的超时时间),这个连接没有HTTP请求发出的话,那么这个长连接就会被断掉。

这一点其实很容易理解,否则的话,TCP连接将会越来越多,直到把服务器的TCP连接数量撑爆到上限为止。现在想想,对于服务器来说,服务器里的这些个长连接其实很有数据库连接池的味道,大家都是为了节省连接重复利用嘛,对不对?

长轮询和短轮询

前面基本上LZ已经把长短连接说的差不多了,接下来说说长短轮询,今天也正是为了研究长短轮询,LZ才顺便研究了下长短连接这回事。

短轮询相信大家都不难理解,比如你现在要做一个电商中商品详情的页面,这个详情界面中有一个字段是库存量(相信这个大家都不陌生,随便打开淘宝或者京东都能找到这种页面)。而这个库存量需要实时的变化,保持和服务器里实际的库存一致。

这个时候,你会怎么做?

最简单的一种方式,就是你用JS写个死循环,不停的去请求服务器中的库存量是多少,然后刷新到这个页面当中,这其实就是所谓的短轮询。

这种方式有明显的坏处,那就是你很浪费服务器和客户端的资源。客户端还好点,现在PC机配置高了,你不停的请求还不至于把用户的电脑整死,但是服务器就很蛋疼了。如果有1000个人停留在某个商品详情页面,那就是说会有1000个客户端不停的去请求服务器获取库存量,这显然是不合理的。

那怎么办呢?

长轮询这个时候就出现了,其实长轮询和短轮询最大的区别是,短轮询去服务端查询的时候,不管库存量有没有变化,服务器就立即返回结果了。而长轮询则不是,在长轮询中,服务器如果检测到库存量没有变化的话,将会把当前请求挂起一段时间(这个时间也叫作超时时间,一般是几十秒)。在这个时间里,服务器会去检测库存量有没有变化,检测到变化就立即返回,否则就一直等到超时为止。

而对于客户端来说,不管是长轮询还是短轮询,客户端的动作都是一样的,就是不停的去请求,不同的是服务端,短轮询情况下服务端每次请求不管有没有变化都会立即返回结果,而长轮询情况下,如果有变化才会立即返回结果,而没有变化的话,则不会再立即给客户端返回结果,直到超时为止。

这样一来,客户端的请求次数将会大量减少(这也就意味着节省了网络流量,毕竟每次发请求,都会占用客户端的上传流量和服务端的下载流量),而且也解决了服务端一直疲于接受请求的窘境。

但是长轮询也是有坏处的,因为把请求挂起同样会导致资源的浪费,假设还是1000个人停留在某个商品详情页面,那就很有可能服务器这边挂着1000个线程,在不停检测库存量,这依然是有问题的。

因此,从这里可以看出,不管是长轮询还是短轮询,都不太适用于客户端数量太多的情况,因为每个服务器所能承载的TCP连接数是有上限的,这种轮询很容易把连接数顶满。之所以举这个例子,只是因为大家肯定都会网购,所以这个例子比较通俗一点。

哪怕轮询解决不了获取库存这个问题,但只要大家明白了长短轮询的区别,这就足够了。实际上,据LZ自己平日里购物的观察,那个库存量应该是不会变的,这个例子纯属LZ个人的意淫,-_-。

长短轮询和长短连接的区别

这里简单说一下它们的区别,LZ这里只说最根本的区别。

第一个区别是决定的方式,一个TCP连接是否为长连接,是通过设置HTTP的Connection Header来决定的,而且是需要两边都设置才有效。而一种轮询方式是否为长轮询,是根据服务端的处理方式来决定的,与客户端没有关系。

第二个区别就是实现的方式,连接的长短是通过协议来规定和实现的。而轮询的长短,是服务器通过编程的方式手动挂起请求来实现的。

结语

好了,本文就到此为止吧。LZ写这篇文章,主要也是为了避免自己遗忘。说实话,写到最后了,LZ感觉对于它们的理解又进了一步,这就是写博客的好处吧。

打赏支持我写出更多好文章,谢谢!

打赏作者

打赏支持我写出更多好文章,谢谢!

任选一种支付方式

4 19 收藏 11 评论

关于作者:左潇龙

此处已不再同步文章,请移步到我的博客园(www.cnblogs.com/zuoxiaolong)或者个人网站(zuoxiaolong.com),收看更多文章和小说的后续。 个人主页 · 我的文章 · 129 ·    

相关文章

可能感兴趣的话题



直接登录
最新评论
  • 梦依旧   2016/04/19

    赞。。。写得不错。。以前也对这些概念比较模糊。。瞬间启迪了我,谢谢楼主

  • sleep   2016/04/20

    误人子弟

  • 张书艾 游戏服务器程序 2016/04/21

    不太赞同,http最初就是网站用的协议。而网站因为浏览次数会非常大,单客户端(浏览器)可能只浏览一次,所以没有必要保持一个连接,来节省网站主机被频繁申请socket连接所产生的性能消耗。为什么会有keep-alive,那是因为往往浏览一个网站时,可能多次发送tcp协议包,一方面可以让客户端(浏览器)上的程序设计更加灵活,一方面可以减少httpd服务的压力。http keep-alive与tcp keep-alive,不是同一回事,意图不一样。http keep-alive是为了让tcp活得更久一点,以便在同一个连接上传送多个http,提高socket的效率。而tcp keep-alive是TCP的一种检测TCP连接状况的保鲜机制。tcp keep-alive对于及时性比较高的游戏服务器来说不够用(过长的保活无法及时探知客户端是否依然alive),也因此有了心跳这个特有的逻辑保活包。

    • 左潇龙 Java程序猿 2016/04/21

      你说的没错,我在这个地址找到了和你一模一样的话,http://blog.csdn.net/lys86_1205/article/details/21234867。
      但是我这篇文章,归根结底成一句话其实就是HTTP的keep-alive并不是保持了“HTTP连接alive”,而是保持的“TCP连接alive”。个人觉得这与你的并不冲突。换句话说,我这里只解释了HTTP的keep-alive,也就是把connection这个header设置成keep-alive会发生什么。
      至于你的说TCP的keep-alive,我看那个文章里写的是要更改/proc/sys/net/ipv4这个下面的东西,和我文章所说的不是一回事。

      • 张书艾 游戏服务器程序 2016/04/21

        大半夜看到的这文章,我实在懒的解释keep-alive在http的作用了,我就搜了一个解释的比较清晰的说法(给你点个赞)。我想解释的,http是短连接并不是错误的说法。它设计的方式就是短连接的应用层协议,至于为什么有keep-alive,只是连接优化并且有性能提升,是http协议发展过程中的一个更新。我感觉这篇文章有些误导人,并且理解上有些错误,怕其他人把http keep-alive与TCP的混淆。

        • 左潇龙 Java程序猿 2016/04/21

          说到底,你就是怕别人把我解释的HTTP的keep-alive,当成TCP的keep-alive。
          但是我想说的是,你全文上下有看到我提到TCP的keep-alive这回事儿吗。。。。0-0。我一直在说的就是HTTP长连接,http的connection设置成keep-alive这些词汇,真不知道你是如何联想到TCP的keep-alive的。。。
          不过也谢谢你把,也是好心一片。但说实话,你解释了这么多压根儿跟文章内容没关系的东西,一定会把一群人整的更懵逼。我好不容易写出来一个扫盲贴,就这么被破坏了,0-0。

      • 张书艾 游戏服务器程序 2016/04/21

        下次我会直接回复他:你搜一下TCP keep-alive 与HTTP keep-alive的区别,一定要分清楚。在我做过的服务器里,如果HTTP想做推送,用到的一些方法,我认为还是不太能称为一个长连接应该有的样子。所以说,说HTTP是短连接协议,没问题,如果你想让HTTP支持长连接可以server推送东西到client,搜一下HTTP 推送,应该也都是退化到keep-alive这个新增特性得出的方式。

  • 人非草木 程序猿 2016/05/02

    谢谢博主,豁然开朗!

  • 大力____   09/13

    “客户端的请求次数将会大量减少(这也就意味着节省了网络流量,毕竟每次发请求,都会占用客户端的上传流量和服务端的下载流量),而且也解决了服务端一直疲于接受请求的窘境。”

    只有在短轮询很频繁的情况下,才能减少请求次数。假如短轮询10S一次,而一个长轮询也是10S,这就并没有减少请求次数。

跳到底部
返回顶部