理解HTTP之keep-alive

理解HTTP之keep-alive

在前面一篇文章中讲了TCP的keepalive,这篇文章再讲讲HTTP层面keep-alive。两种keepalive在拼写上面就是不一样的,只是发音一样,于是乎大家就都迷茫了。HTTP层面的keep-alive是我们接触比较多的,也是大家平时口头上的"keepalive"。下面我们就来谈谈HTTP的keep-alive

短连接&长连接&并行连接

再说keep-alive之前,先说说HTTP的短连接&长连接。

  • 短连接

    所谓短连接,就是每次请求一个资源就建立连接,请求完成后连接立马关闭。每次请求都经过“创建tcp连接->请求资源->响应资源->释放连接”这样的过程

  • 长连接

    所谓长连接(persistent connection),就是只建立一次连接,多次资源请求都复用该连接,完成后关闭。要请求一个页面上的十张图,只需要建立一次tcp连接,然后依次请求十张图,等待资源响应,释放连接。

  • 并行连接

    所谓并行连接(multiple connections),其实就是并发的短连接。

keep-alive

具体client和server要从短连接到长连接最简单演变需要做如下改进:

  1. client发出的HTTP请求头需要增加Connection:keep-alive字段
  2. Web-Server端要能识别Connection:keep-alive字段,并且在http的response里指定Connection:keep-alive字段,告诉client,我能提供keep-alive服务,并且"应允"client我暂时不会关闭socket连接

在HTTP/1.0里,为了实现client到web-server能支持长连接,必须在HTTP请求头里显示指定

Connection:keep-alive

在HTTP/1.1里,就默认是开启了keep-alive,要关闭keep-alive需要在HTTP请求头里显示指定

Connection:close

现在大多数浏览器都默认是使用HTTP/1.1,所以keep-alive都是默认打开的。一旦client和server达成协议,那么长连接就建立好了。

接下来client就给server发送http请求,继续上面的例子:请求十张图片。如果每次"请求->响应"都是独立的,那还好,10张图片的内容都是独立的。但是如果pipeline模式,上一个请求还没响应,下一个请求就发出,这样并发地发出10个请求,对于10个response client要怎么区分呢?而HTTP协议又是没有办法区分的,所以这种情况下必须要求server端地响应是顺序的,通过Conten-Length区分每次请求,这还只是针对静态资源,那对于动态资源无法预知页面大小的情况呢?我还没有深入研究,可以查看https://www.byvoid.com/blog/http-keep-alive-header

另外注意: 指定keep-alive是一种client和server端尽可能需要满足的约定,client和server可以在任意时刻都关闭keep-alive,彼此都不应该受影响。

Nginx keepa-alive配置

具体到Nginx的HTTP层的keepalive配置有

  • keepalive_timeout
    Syntax: keepalive_timeout timeout [header_timeout];
    Default:    keepalive_timeout 75s;
    Context:    http, server, location

The first parameter sets a timeout during which a keep-alive client connection will stay open on the server side. The zero value disables keep-alive client connections. The optional second parameter sets a value in the “Keep-Alive: timeout=time” response header field. Two parameters may differ.

  • keepalive_requests
    Syntax: keepalive_requests number;
    Default:    keepalive_requests 100;
    Context:    http, server, location

Sets the maximum number of requests that can be served through one keep-alive connection. After the maximum number of requests are made, the connection is closed.

可以看看Nginx的关于 keepalive_timeout 是实现


./src/http/ngx_http_request.c static void ngx_http_finalize_connection(ngx_http_request_t *r){ ... if (!ngx_terminate && !ngx_exiting && r->keepalive && clcf->keepalive_timeout > 0) { ngx_http_set_keepalive(r); return; } ... } static void ngx_http_set_keepalive(ngx_http_request_t *r){ //如果发现是pipeline请求,判断条件是缓存区里有N和N+1个请求同时存在 if (b->pos < b->last) { /* the pipelined request */ } // 本次请求已经结束,开始释放request对象资源 r->keepalive = 0; ngx_http_free_request(r, 0); c->data = hc; // 如果尝试读取keep-alive的socket返回值不对,可能是客户端close了。那么就关闭socket if (ngx_handle_read_event(rev, 0) != NGX_OK) { ngx_http_close_connection(c); return; } //开始正式处理pipeline ... rev->handler = ngx_http_keepalive_handler; ... // 设置了一个定时器,触发时间是keepalive_timeout的设置 ngx_add_timer(rev, clcf->keepalive_timeout); ... } static void ngx_http_keepalive_handler(ngx_event_t *rev){ // 发现超时则关闭socket if (rev->timedout || c->close) { ngx_http_close_connection(c); return; } // 读取keep-alive设置从socket n = c->recv(c, b->last, size); if (n == NGX_AGAIN) { if (ngx_handle_read_event(rev, 0) != NGX_OK) { ngx_http_close_connection(c); return; } ... } //此处尚有疑惑? ngx_reusable_connection(c, 0); c->data = ngx_http_create_request(c); // 删除定时器 ngx_del_timer(rev); // 重新开始处理请求 rev->handler = ngx_http_process_request_line; ngx_http_process_request_line(rev); }

参考资料

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