http 长连接

一般情况下，我们了解到http连接创建时涉及3次握手，如果每次连接都只用于一次http请求，效率就很低，所以后来有了长连接的概念
先复习一下短连接的过程
参考文章：
《TCP三次握手四次挥手全过程》
理解TCP序列号（Sequence Number）和确认号（Acknowledgment Number）

0.准备知识

TCP标志位
TCP在其协议头中使用大量的标志位或者说1位（bit）布尔域来控制连接状态，一个包中有可以设置多个标志位。
TCP是主机对主机层的传输控制协议，提供可靠的连接服务，采用三次握手确认建立一个连接：
位码即TCP标志位，有6种标示：SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement 确认) PSH(push传送) FIN(finish结束) RST(reset重置) URG(urgent紧急)Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)
我们常用的是以下三个标志位：
SYN - 创建一个连接
FIN - 终结一个连接
ACK - 确认接收到的数据

其中：TCP会话的每一端都包含一个32位（bit）的序列号，该序列号被用来跟踪该端发送的数据量。每一个包中都包含序列号，在接收端则通过确认号用来通知发送端数据成功接收

1.tcp/ip 的连接创建

IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: S 3626544836:3626544836

IP 192.168.1.123.7788 > 192.168.1.116.3337: S 1739326486:1739326486 ack 3626544837

IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: ack 1739326487,ack 1

第一次握手：192.168.1.116发送位码syn＝1,随机产生seq number=3626544836的数据包到192.168.1.123,192.168.1.123由SYN=1知道192.168.1.116要求建立联机;

第二次握手：192.168.1.123收到请求后要确认联机信息，向192.168.1.116发送ack number=3626544837,syn=1,ack=1,随机产生seq=1739326486的包;

第三次握手：192.168.1.116收到后检查ack number是否正确，即第一次发送的seq number+1,以及位码ack是否为1，若正确，192.168.1.116会再发送ack number=1739326487,ack=1，192.168.1.123收到后确认seq=seq+1,ack=1则连接建立成功。

2.tcp/ip 连接的关闭

由于tcp是全双工通信，两端都可以发送信息。所以主动进行关闭的一方进行主动关闭，而另一方执行被动关闭。主动关闭时，可能另一方还有数据要传输等，所以要收到FIN信号后，仍可以发送数据

tcp 断开连接

（1）客户端A发送一个FIN，用来关闭客户A到服务器B的数据传送

（2）服务器B收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。

（3）服务器B关闭与客户端A的连接，发送一个FIN给客户端A

（4）客户端A发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1

tip：为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态？

这是因为虽然双方都同意关闭连接了，而且握手的4个报文也都协调和发送完毕，按理可以直接回到CLOSED状态（就好比从SYN_SEND状态到ESTABLISH状态那样）；但是因为我们必须要假想网络是不可靠的，你无法保证你最后发送的ACK报文会一定被对方收到，因此对方处于LAST_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文，而重发FIN报文，所以这个TIME_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文。

3.回到长连接

http 1.0默认连接为短连接，如要使用长连接，需要再头部添加Connection：Keep-Alive来实现长连接
而http1.1则默认为长连接，不想使用时，在头部显示声明 Connection:close

所以只要web容器支持长连接，那么关系到是否用长连接其实是发送请求者的http请求头决定的
如Tomcat如何使用长连接，就是SocketProcessor 任务包含N次请求相应周期的循环处理，循环步骤为首先读取客户端http请求报文，解析报文，处理逻辑，响应客户端，然后结束一个请求周期，接着又是这么一个循环。知道出现某些情况才能关闭连接，如最大复用请求数，超时或者异常等

tcp长连接.png

关于长连接的BIO和NIO
BIO受限于本身的模式，连接数和线程数是1:1，连接数上升会导致线程数上升，导致JVM线程过多切换成本高
而NIO可以克服不足把事件的遍历交给少量线程，再把具体事情的执行交给线程池