一、Keep-Alive模式

  1、  HTTP协议采用“请求-应答”模式,当使用普通模式,即非KeepAlive模式时,每个请求/应答客户和服务器都要新建一个连接,完成之后立即断开连接(HTTP协议为无连接的协议);当使用Keep-Alive模式(又称持久连接、连接重用)时,Keep-Alive功能使客户端到服务器端的连接持续有效,当出现对服务器的后继请求时,Keep-Alive功能避免了建立或者重新建立连接,即在一次TCP连接中可以持续发送多份数据而不会断开连接。

2、 优缺点:

   通过使用keep-alive机制,可以减少tcp连接建立次数,也意味着可以减少TIME_WAIT状态连接,以此提高性能和提高httpd服务器的吞吐率(更少的tcp连接意味着更少的系统内核调用,socket的accept()和close()调用)。

    但是,长时间的tcp连接容易导致系统资源无效占用。配置不当的keep-alive,有时比重复利用连接带来的损失还更大。所以,正确地设置keep-alive timeout时间非常重要。

3、keepalvie timeout

Httpd守护进程,一般都提供了keep-alive timeout时间设置参数。比如nginx的keepalive_timeout,和Apache的KeepAliveTimeout。这个keepalive_timout时间值意味着:一个http产生的tcp连接在传送完最后一个响应后,还需要hold住keepalive_timeout秒后,才开始关闭这个连接。

当httpd守护进程发送完一个响应后,理应马上主动关闭相应的tcp连接,设置 keepalive_timeout后,httpd守护进程会想说:”再等等吧,看看浏览器还有没有请求过来”,这一等,便是keepalive_timeout时间。如果守护进程在这个等待的时间里,一直没有收到浏览发过来http请求,则关闭这个http连接。

    1). 当keepalive_timeout时间为0时,即不启用Keep-Alive时,一个tcp连接的生命周期:

        在没有设置 keepalive_timeout 情况下,一个socket资源从建立到真正释放需要经过的时间是:建立tcp连接 + 传送http请求 + php脚本执行 + 传送http响应 + 关闭tcp连接 + 2MSL 。(注:这里的时间只能做参考,具体的时间主要由网络带宽,和响应大小而定)

    2). 当keepalive_timeout时间大于0时,即启用Keep-Alive时,一个tcp连接的生命周期。

        设置了keepalive_timout时间情况下,一个socket建立到释放需要的时间是多了keepalive_timeout时间。

    3). 当keepalive_timeout时间大于0,并且在同一个tcp连接发送多个http响应。

        keepalive_timeout是从最后一个响应结束开启计时。

        当设定了keepalive_timeout,一个socket由建立到释放,需要时间是:tcp建立 + (最后一个响应时间 – 第一个请求时间) + tcp关闭 + 2MSL。红色加粗表示每一次请求发送时间、每一次请求脚本执行时间、每一次响应发送时间,还有两两请求相隔时间。进一步测试,正在关闭或者TIME_WAIT状态的tcp连接,不能传输http请求和响应。即,当一个连接结束keepalive_timeout计时,服务端守护进程发送第一个FIN标志ip包后,该连接不能再使用了。

    4). http keep-alivetcp keep-alive

        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保鲜定时器,支持三个系统内核配置参数:

    1    echo 1800 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time    
    2    echo 15 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl    
    3    echo 5 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes

        keepalive是TCP保鲜定时器,当网络两端建立了TCP连接之后,闲置idle(双方没有任何数据流发送往来)了tcp_keepalive_time后,服务器内核就会尝试向客户端发送侦测包,来判断TCP连接状况(有可能客户端崩溃、强制关闭了应用、主机不可达等等)。如果没有收到对方的回答(ack包),则会在 tcp_keepalive_intvl后再次尝试发送侦测包,直到收到对对方的ack,如果一直没有收到对方的ack,一共会尝试 tcp_keepalive_probes次,每次的间隔时间在这里分别是15s, 30s, 45s, 60s, 75s。如果尝试tcp_keepalive_probes,依然没有收到对方的ack包,则会丢弃该TCP连接。TCP连接默认闲置时间是2小时,一般设置为30分钟足够了。

        也就是说,仅当nginx的keepalive_timeout值设置高于tcp_keepalive_time,并且距此tcp连接传输的最后一个http响应,经过了tcp_keepalive_time时间之后,操作系统才会发送侦测包来决定是否要丢弃这个TCP连接。一般不会出现这种情况,除非你需要这样做。

4、keep-alive与TIME_WAIT

    使用http keep-alvie,可以减少服务端TIME_WAIT数量(因为由服务端httpd守护进程主动关闭连接)。道理很简单,相较而言,启用keep-alive,建立的tcp连接更少了,自然要被关闭的tcp连接也相应更少了。

5、使用启用keepalive的不同。另外,http keepalive是客户端浏览器与服务端httpd守护进程协作的结果。

HTTP 的 Keep-Alive模式_alive

二、应用

    HTTP是一个请求<->响应模式的典型范例,即客户端向服务器发送一个请求信息,服务器来响应这个信息。在早期的HTTP版本中,每个请求都将被创建一个新的客户端->服务器的连接,在这个连接上发送请求,然后接收请求。这样的模式有一个很大的优点就是,它很简单,很容易理解和编程实现;它也有一个很大的缺点就是,它效率很低,因此Keep-Alive被提出用来解决效率低的问题。

    Keep-Alive功能使客户端到服务器端的连接持续有效,当出现对服务器的后继请求时,Keep-Alive功能避免了建立或者重新建立连接。市场上 的大部分Web服务器,包括iPlanet、IIS和Apache,都支持HTTP Keep-Alive。对于提供静态内容的网站来说,这个功能通常很有用。但是,对于负担较重的网站来说,这里存在另外一个问题:虽然为客户保留打开的连 接有一定的好处,但它同样影响了性能,因为在处理暂停期间,本来可以释放的资源仍旧被占用。当Web服务器和应用服务器在同一台机器上运行时,Keep- Alive功能对资源利用的影响尤其突出。

     此功能为HTTP 1.1预设的功能,HTTP 1.0加上Keep-Aliveheader也可以提供HTTP的持续作用功能。
Keep-Alive: timeout=5, max=100
timeout:过期时间5秒(对应httpd.conf里的参数是:KeepAliveTimeout),max是最多一百次请求,强制断掉连接,就是在timeout时间内又有新的连接过来,同时max会自动减1,直到为0,强制断掉。