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。

短连接的操作步骤是：

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操作，不过一般都是client先发起close操作。上述可知，短连接一般只会在 client/server间传递一次请求操作。

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。

长连接的操作步骤是：

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，后续的读写操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操作，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操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：

客户端与服务端之间建立通信需要经过该三次握手：

客户端建立连接（发送syn报文）->服务端发送确认信息(发送syn+ack报文）->客户端接收确认信息。因此通过tcp建立了客户端与服务端的连接。

http通信通过tcp建立连接一般都是短连接，客户端与服务器之间建立了一次通信后就要断开连接，当再次需要进行通信的时候就要再次通过tcp建立连接.

通过tcp建立Http长连接，就解决了短连接的弊端，当建立了客户端和服务器端的连接后，就会保持这个连接，但是不会断开，后续通信可继续使用这个长连接。但是长连接会对服务器端造成非常大的压力，因为长连接不关闭的话会越来越多。解决这种风险可以设置最大长连接数，服务器端也可以关闭一些长时间无操作的连接。

短轮询是建立在http通信的基础上。当服务器端的数据在实时更新想要向客户端推送时，就会用到轮询这种方式。因为客户端只能主动向服务器端发送请求获取数据,但是要服务端主动发送数据给客户端，就可以在客户端不断的发送请求给服务器端，服务器端不管有没有数据都会返回数据。保持客户端不断发送请求的方法是设置一个定时器不断调用某个函数.

然而短轮询的缺点也显而易见，这样不断的请求数据就会造成服务器端的压力，并且如果设置超时过短就会获得脏数据.

长轮询是对短轮询的一种提升，当客户端不断地向服务器端请求数据的时候，若有数据则返回，没有数据返回的情况都要hold on ，直到timeout。这种解决办法一定程度上解决了服务器端的压力，但是如果进程过多，也会成为问题.

这是最近对浏览一些博客最基本的了解，以后如果有更深层次的了解将会继续修改。

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