【CS.CN】深入探讨下HTTP的Connection头：通过keep-alive实现高效网络连接

文章目录

- 0 序言
- - 0.1 由来
  - 0.2 使用场景
  - 0.3 现在还需要吗？
- 1 `Connection: keep-alive`的机制
- 2 语法 && 通过设置`Connection: keep-alive`优化性能
- 3 验证与性能提升
- 4 总结
- References

0 序言

0.1 由来

Connection头部字段在HTTP/1.1中被引入，主要用于控制网络连接的持久性。最常见的值是keep-alive和close。当使用keep-alive时，TCP连接在一次请求/响应之后不会立即关闭，允许复用连接以处理后续请求。这样可以显著减少TCP连接的建立和终止带来的开销。

可以将Connection: keep-alive机制比作一条常开的热线电话：

情景设定：
- 你需要频繁打电话给朋友，但每次都要重新拨号和挂断。
正常流程：
- 每次需要联系朋友时，你拨通电话，交流完毕后挂断。
使用Connection: keep-alive：
- 你保持电话接通状态，这样可以随时交流，不用每次重新拨号和挂断。

0.2 使用场景

频繁的HTTP请求：当客户端需要频繁与服务器通信时，使用keep-alive可以避免每次请求都重新建立TCP连接，从而减少延迟和资源消耗。
高性能应用：在需要高效处理大量HTTP请求的应用场景中，keep-alive可以显著提升性能。
- 减少延迟：避免频繁的TCP连接建立和关闭，减少网络延迟。
- 降低资源消耗：减少CPU和内存开销，提高服务器的处理能力。

0.3 现在还需要吗？

虽然Connection: keep-alive在某些情况下依然有用，但现代HTTP/2和HTTP/3协议中已经内置了连接复用机制，使其重要性有所降低：

HTTP/2和HTTP/3：现代协议已经支持多路复用，一个连接可以处理多个请求和响应。
高效网络：现代网络基础设施的改进使得TCP连接的建立和关闭开销相对较低。

是否需要使用Connection: keep-alive取决于具体的应用场景：

需要：在使用HTTP/1.1的环境中，尤其是需要频繁请求的场景下，依然可以使用。
不需要：在使用HTTP/2或HTTP/3的环境中，已经不需要显式设置keep-alive。

1 `Connection: keep-alive`的机制

Connection 是一个请求和响应消息头，用于控制网络连接的持久性。常见的值包括keep-alive和close。

规范中规定，Connection: keep-alive表示请求结束后保持连接不断开，允许复用连接。相反，Connection: close则表示请求结束后立即关闭连接。

例如，如果使用keep-alive，服务器在处理完第一个请求后不会关闭连接，而是继续等待下一个请求。

在持久连接中，Connection头可以显著影响请求的性能。默认情况下，HTTP/1.1会使用keep-alive，但明确设置可以确保行为一致。

客户端发送带有Connection: keep-alive头的请求，服务器在响应后保持连接不断开，等待后续请求。这种机制可以减少连接建立和关闭的开销，提高性能。

在HTTP长连接（持久连接）中，客户端与服务器之间会复用同一个TCP连接以发送多个请求/响应对话。这通常会显著降低延迟和资源消耗。

注意: Connection: keep-alive机制与连接的长短无关。无论是短连接还是长连接，当客户端发送一个包含keep-alive头的请求时，都会触发保持连接的机制。

2 语法 && 通过设置`Connection: keep-alive`优化性能

目前规范中规定的值包括keep-alive和close：

Connection: keep-alive

例如，curl库默认设置，或者在频繁请求时：

# 客户端发送带有 Connection: keep-alive 消息头的请求，保持连接不断开。GET /somewhere/fun HTTP/1.1
Host: origin.example.com
Connection: keep-alive

通过设置Connection: keep-alive，可以避免频繁的连接建立和关闭，提高性能。

3 验证与性能提升

原有:

[2023-03-05 09:38:02.209924][INFO][pid:2883,tid:2882][httpclient_keeplive.cpp:138][0b43001309a6] RequestHttps h.last_active_time: 1717551479, h: 1393928, tc_ts:565

优化后:

[2023-03-05 09:39:03.715435][INFO][pid:2883,tid:2882][httpclient_keeplive.cpp:138][0b43000d097e] RequestHttps h.last_active_time: 1717551543, h: 1393910, tc_ts:182