socket长连接和socket短连接

电玩女神 2022-07-30 14:24 231阅读 0赞

短连接  
连接->传输数据->关闭连接  
HTTP是无状态的，浏览器和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，但任务结束就中断连接。  
也可以这样说：短连接是指SOCKET连接后发送后接收完数据后马上断开连接。

长连接  
连接->传输数据->保持连接 -> 传输数据-> 。。。 ->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的长连接  
HTTP也可以建立长连接的，使用Connection:keep-alive，HTTP 1.1默认进行持久连接。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 http1.0 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。

什么时候用长连接，短连接？  
长连接多用于操作频繁，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，如果每个操作都是先连接，再操作的话那么处理速度会降低很多，所以每个操作完后都不断开，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。

总之，长连接和短连接的选择要视情况而定。  
发送接收方式  
1、异步  
报文发送和接收是分开的，相互独立的，互不影响。这种方式又分两种情况：  
(1)异步双工：接收和发送在同一个程序中，由两个不同的子进程分别负责发送和接收  
(2)异步单工：接收和发送是用两个不同的程序来完成。  
2、同步  
报文发送和接收是同步进行，既报文发送后等待接收返回报文。 同步方式一般需要考虑超时问题，即报文发出去后不能无限等待，需要设定超时时间，超过该时间发送方不再等待读返回报文，直接通知超时返回。

在长连接中一般是没有条件能够判断读写什么时候结束，所以必须要加长度报文头。读函数先是读取报文头的长度，再根据这个长度去读相应长度的报文。

Socket是什么  
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

![这里写图片描述][20160418200525850]

主机 A 的应用程序要能和主机 B 的应用程序通信，必须通过 Socket 建立连接，而建立 Socket 连接必须需要底层 TCP/IP 协议来建立 TCP 连接。建立 TCP 连接需要底层 IP 协议来寻址网络中的主机。我们知道网络层使用的 IP 协议可以帮助我们根据 IP 地址来找到目标主机，但是一台主机上可能运行着多个应用程序，如何才能与指定的应用程序通信就要通过 TCP 或 UPD 的地址也就是端口号来指定。这样就可以通过一个 Socket 实例唯一代表一个主机上的一个应用程序的通信链路了。

建立通信链路  
当客户端要与服务端通信，客户端首先要创建一个 Socket 实例，操作系统将为这个 Socket 实例分配一个没有被使用的本地端口号，并创建一个包含本地和远程地址和端口号的套接字数据结构，这个数据结构将一直保存在系统中直到这个连接关闭。在创建 Socket 实例的构造函数正确返回之前，将要进行 TCP 的三次握手协议，TCP 握手协议完成后，Socket 实例对象将创建完成，否则将抛出 IOException 错误。  
与之对应的服务端将创建一个 ServerSocket 实例，ServerSocket 创建比较简单只要指定的端口号没有被占用，一般实例创建都会成功，同时操作系统也会为 ServerSocket 实例创建一个底层数据结构，这个数据结构中包含指定监听的端口号和包含监听地址的通配符，通常情况下都是“\*”即监听所有地址。之后当调用 accept() 方法时，将进入阻塞状态，等待客户端的请求。当一个新的请求到来时，将为这个连接创建一个新的套接字数据结构，该套接字数据的信息包含的地址和端口信息正是请求源地址和端口。这个新创建的数据结构将会关联到 ServerSocket 实例的一个未完成的连接数据结构列表中，注意这时服务端与之对应的 Socket 实例并没有完成创建，而要等到与客户端的三次握手完成后，这个服务端的 Socket 实例才会返回，并将这个 Socket 实例对应的数据结构从未完成列表中移到已完成列表中。所以 ServerSocket 所关联的列表中每个数据结构，都代表与一个客户端的建立的 TCP 连接。

备注：  
Windows 下单机最大TCP连接数  
调整系统参数来调整单机的最大TCP连接数，Windows 下单机的TCP连接数有多个参数共同决定：  
以下都是通过修改注册表\[HKEY\_LOCAL\_MACHINE \\System \\CurrentControlSet \\Services \\Tcpip \\Parameters\]

1.最大TCP连接数 TcpNumConnections  
2.TCP关闭延迟时间 TCPTimedWaitDelay (30-240)s  
3.最大动态端口数 MaxUserPort (Default = 5000, Max = 65534) TCP客户端和服务器连接时，客户端必须分配一个动态端口，默认情况下这个动态端口的分配范围为 1024-5000 ，也就是说默认情况下，客户端最多可以同时发起3977 Socket 连接  
4.最大TCB 数量 MaxFreeTcbs  
系统为每个TCP 连接分配一个TCP 控制块(TCP control block or TCB)，这个控制块用于缓存TCP连接的一些参数，每个TCB需要分配 0.5 KB的pagepool 和 0.5KB 的Non-pagepool，也就说，每个TCP连接会占用 1KB 的系统内存。  
非Server版本，MaxFreeTcbs 的默认值为1000 （64M 以上物理内存）Server 版本，这个的默认值为 2000。也就是说，默认情况下，Server 版本最多同时可以建立并保持2000个TCP 连接。  
5. 最大TCB Hash table 数量 MaxHashTableSize TCB 是通过Hash table 来管理的。  
这个值指明分配 pagepool 内存的数量，也就是说，如果MaxFreeTcbs = 1000 , 则 pagepool 的内存数量为 500KB那么 MaxHashTableSize 应大于 500 才行。这个数量越大，则Hash table 的冗余度就越高，每次分配和查找 TCP 连接用时就越少。这个值必须是2的幂，且最大为65536.

IBM WebSphere Voice Server 在windows server 2003 下的典型配置  
MaxUserPort = 65534 (Decimal)  
MaxHashTableSize = 65536 (Decimal)  
MaxFreeTcbs = 16000 (Decimal)  
这里我们可以看到 MaxHashTableSize 被配置为比MaxFreeTcbs 大4倍，这样可以大大增加TCP建立的速度

**java socket长连接实例**  
**clent端**

package com.ldz.net;
    
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.InputStreamReader;
    import java.io.PrintWriter;
    import java.net.Socket;
    
    public class SockClient { 
        public static void main(String args[]) {
            try {
                // 向本机的4700端口发出客户请求
                Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 4700);
                // 由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
                PrintWriter os = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
                // 由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
                BufferedReader is = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                os.println("3123213");
                os.flush();
                os.close();
                is.close();
                socket.close();
            } catch (Exception e) {
                e.getStackTrace();
            }
        }
    }

**server端**

package com.ldz.net;
    
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.InputStreamReader;
    import java.io.PrintWriter;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    public class SockServer { 
    
        public static void main(String args[]) {
            try {
                ServerSocket server = null;
                //创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
                server = new ServerSocket(4700);
                Socket socket = null;
                //使用accept()阻塞等待客户请求，有客户
                socket = server.accept();
                //由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
                BufferedReader is = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                //由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
                PrintWriter os = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
                System.out.println("server:" + is.readLine());
                os.close();
                is.close();
                socket.close();
                server.close();
            } catch (Exception e) {
                e.getStackTrace();
            }
    
        }
    }

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