HTTP的長連接和短連接——Node上的測試

本文主要從實踐角度介紹長、短連接在TCP層面的表現，借助Node.JS搭建后臺服務，使用WinHTTP、Ajax做客戶端請求測試，最后簡單涉及WebSocket。

關鍵字：長連接、短連接、Node.JS、WebSocket.

一兩年前，在理論上對長短連接做了學習，那時的技能以客戶端為主，所以也止步于客戶端和網絡抓包，兩年來后臺技術漸有把握，打算從前到后的實踐一遍。如對理論有不理解的，可以先google/百度一下，或者看看這篇偏理論的介紹：HTTP的長連接和短連接。

1 短連接的表現

先寫個簡單的server看看短鏈接的效果，在8124端口上創建WEB服務，給客戶端返回Hello World\n，然后斷開連接，代碼：

/**                                                                                                                                                                                         
 *  * @file 短連接測試服務
 *  *  啟動： node short.js
 *  * @authoer cswuyg
 *   */
var os = require('os');
var http = require('http');

var server = http.createServer(function(req, res) {
    console.log(req.connection.remoteAddress + ':' + req.connection.remotePort);
    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
    res.end('Hello World\n');
    res.destroy();  // destroy immediately
}).listen(8124);

console.log('start ' + os.hostname() + ':8124');

在瀏覽器訪問：http://hostname:8124

使用WireShark抓包：

注意到了嗎？上面的FIN 是由8124端口，也就是我們的WEB服務發出來的，及時的銷毀了連接。多次刷新瀏覽器頁面，每次都是不同的客戶端端口發起請求，不會復用舊連接。

2 長連接的表現

（1）WEB服務代碼：

/**                                                                                                                                                                                                               
 *  * @file 長連接測試服務器
 *  * 啟動： node persistent.js
 *  * ./a.html 為同目錄下的ajax請求測試文件
 *  * @authoer cswuyg
 *   */
var os = require('os');
var http = require('http');
var fs = require('fs');

var server = http.createServer(function(req, res) {
    if (/^\/a.html/.test(req.url)) {
        fs.createReadStream('a.html').pipe(res);
    } else {
        console.log(req.connection.remoteAddress + ':' + req.connection.remotePort);
        res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
        res.end('Hello World\n');
    }
}).listen(8124);
server.setTimeout(0);   //設置不超時，所以服務端不會主動關閉連接

console.log('start ' + os.hostname() + ':8124');

（2）使用WinHTTP測試：

如果我們使用WinHTTP去獲取數據，在這份代碼上做修改：https://github.com/cswuyg/win_net/blob/master/winhttp_get_file/winhttp_get_test/http_get/http_get.cpp

代碼節選：

xx:
    const wchar_t* lpszAcceptedType[] = {L"*/*", NULL};
    request_handle_ = ::WinHttpOpenRequest(connect_handle, L"GET", url_path_.c_str(), L"HTTP/1.1", WINHTTP_NO_REFERER, lpszAcceptedType, 0);
    if (request_handle_ == NULL)
    {
        return FALSE;
    }
    DWORD time_out = 5000;
    ::WinHttpSetOption(request_handle_, WINHTTP_OPTION_CONNECT_TIMEOUT, &time_out, sizeof(DWORD));
    ::WinHttpSendRequest(request_handle_, WINHTTP_NO_ADDITIONAL_HEADERS, 0, WINHTTP_NO_REQUEST_DATA, 0, 0, 0);
    ::WinHttpReceiveResponse(request_handle_, NULL);
    Recv();
goto xx;  //測試代碼，不懼goto~

代碼思路就是connect handle打開之后，后面不同url的請求（當然是同域名下的）可以復用這個connect handle。

使用WireShark抓包，效果：

注：WinHTTP connect handle復用這是瀏覽器開發者的事情，WEB開發者不會關心到它。

（3）如果我們使用js代碼來測試長連接效果呢？

使用ajax，

a.html：

<script type="text/javascript" src="http://libs.baidu.com/jquery/2.1.4/jquery.min.js"></script>
<script>     
 
function callNode() {
    $.ajax({ 
        cache : false,
        url : 'http://xxxxxyouhost:8124',
        data : {},
        success : function(response, code, xhr) {
            console.log(response);
            console.log(code);                                                                                                                                                                                    
            callNode();
        }    
    });      
};           
callNode();  
</script>

在瀏覽器訪問：http://hostname:8124/a.html

后臺上看效果：

刷刷刷的顯示出客戶端的多次請求都是一樣的IP和端口。

3、WebSocket

從WEB開發者最直接的感受來說，終于，可以不用輪詢了，只需要使用WebSocket就可以實現全雙工通信，要給客戶端推送數據更方便了。

從HTTP優化的角度來說：短連接發展到長連接，省略了重復的三次握手，WebSocket的出現，則把HTTP HEADER也省略掉了。而WebSocket，它不是HTTP協議。

WebSocket在底層的表現就是保持連接不斷開，客戶端既能接收數據也能發送數據，服務端既能接收數據也能發送數據。這在socket層面并沒有什么特別，socket的接收緩存區和發送緩存區是分開的，既可以接收也可以發送。對于從socket層面寫服務和應用的人來說，WebSocket并不稀奇，譬如，寫一個聊天室，連接可以一直不斷開的發送和接收數據。對于做WEB開發的朋友，則有很大不同，之前HTTP請求，每一次傳輸數據，不管是不是用了長連接都是需要有頭部信息，而現在有了WebSocket，一個連接可以一直保持著，不發出FIN包，可以收發數據，是長連接，且多次請求不需要有多個頭部信息。（一般的http請求，5分鐘無響應后，chrome瀏覽器主動斷開連接），

每一次HTTP請求都要走一遍完整的HTTP協議，這讓那些需要實時傳輸數據的朋友很辛苦，雖然HTTP1.1帶來了長連接，不用每一次都重新三次握手建立連接，省略了握手的浪費，但是長連接里每一次請求的的HTTP頭都是一樣的，也還是很浪費，要把長連接里的多次請求的HTTP頭也消滅掉，消滅掉之后的協議叫做WebSocket，這個名字也很寫實，就像是把Socket層面的東西暴露給上層應用了。

瀏覽器為了支持WebSocket，可能會做哪些事情呢？ 1是去掉超時關閉連接，這種協議就不用主動關閉了；2給后端發數據時，非首次請求不發出HTTP HEADER，后面的多次數據傳輸都不用再起HTTP連接了；3可以隨時接收發送數據，之前都是需要客戶端發起請求，然后服務端回應這樣的模式來傳輸數據。另外，還會做校驗、編碼之類的工作。

在做實際開發的時候，有瀏覽器支持還不夠，后臺也需要支持，Node上有socket.io模塊可用。

在使用WebSocket的時候，要注意，后臺可能經過一個個的代理，代理可能不認識WebSocket協議，可能會有超時斷開連接的邏輯，這會導致長連接無法保持。

使用WebSocket協議做聊天室，抓包：

說明：1、WebSocket借助了HTTP協議；2、這個tcp stream不會終止，它的傳輸內容會隨著客戶端跟服務端的通信而增長。

WebSocket連接建立時的抓包：

從HTTP1.0、長連接、WebSocket的發展，是不是可以看出：從無狀態發展到有狀態？無狀態在做分布式/高并發的時候相當重要，但在明明就是有狀態的場景下強制使用無狀態就壞事了。

文中所涉及Node和html代碼見github：http_persistent_connection.

本文所在：http://www.rzrgm.cn/cswuyg/p/5103909.html

如有錯誤請指正.

學習參考：http://www.plhwin.com/2014/05/28/nodejs-socketio/

posted on 2016-01-05 22:10 -銀光- 閱讀(19447) 評論(0) 收藏舉報

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