TCP長連接和短連接 Python代碼


 

TCP在真正的讀寫操作之前,server與client之間必須建立一個連接,

當讀寫操作完成后,雙方不再需要這個連接時它們可以釋放這個連接,

連接的建立通過三次握手,釋放則需要四次握手,

所以說每個連接的建立都是需要資源消耗和時間消耗的。

TCP通信的整個過程,如下圖:

1. TCP短連接

模擬一種TCP短連接的情況:

  1. client 向 server 發起連接請求
  2. server 接到請求,雙方建立連接
  3. client 向 server 發送消息
  4. server 回應 client
  5. 一次讀寫完成,此時雙方任何一個都可以發起 close 操作

在第 步驟5中,一般都是 client 先發起 close 操作。當然也不排除有特殊的情況。

從上面的描述看,短連接一般只會在 client/server 間傳遞一次讀寫操作!

2. TCP長連接

再模擬一種長連接的情況:

  1. client 向 server 發起連接
  2. server 接到請求,雙方建立連接
  3. client 向 server 發送消息
  4. server 回應 client
  5. 一次讀寫完成,連接不關閉
  6. 后續讀寫操作...
  7. 長時間操作之后client發起關閉請求

3. TCP長/短連接操作過程

3.1 短連接的操作步驟是:

建立連接——數據傳輸——關閉連接...建立連接——數據傳輸——關閉連接

3.2 長連接的操作步驟是:

建立連接——數據傳輸...(保持連接)...數據傳輸——關閉連接

4. TCP長/短連接的優點和缺點

  • 長連接可以省去較多的TCP建立和關閉的操作,減少浪費,節約時間。

    對於頻繁請求資源的客戶來說,較適用長連接。

  • client與server之間的連接如果一直不關閉的話,會存在一個問題,

    隨着客戶端連接越來越多,server早晚有扛不住的時候,這時候server端需要采取一些策略,

    如關閉一些長時間沒有讀寫事件發生的連接,這樣可以避免一些惡意連接導致server端服務受損;

    如果條件再允許就可以以客戶端機器為顆粒度,限制每個客戶端的最大長連接數,

    這樣可以完全避免某個蛋疼的客戶端連累后端服務。

  • 短連接對於服務器來說管理較為簡單,存在的連接都是有用的連接,不需要額外的控制手段。

  • 但如果客戶請求頻繁,將在TCP的建立和關閉操作上浪費時間和帶寬。

5. TCP長/短連接的應用場景

  • 長連接多用於操作頻繁,點對點的通訊,而且連接數不能太多情況。

    每個TCP連接都需要三次握手,這需要時間,如果每個操作都是先連接,

    再操作的話那么處理速度會降低很多,所以每個操作完后都不斷開,

    再次處理時直接發送數據包就OK了,不用建立TCP連接。

    例如:數據庫的連接用長連接,如果用短連接頻繁的通信會造成socket錯誤,

    而且頻繁的socket 創建也是對資源的浪費。

  • 而像WEB網站的http服務一般都用短鏈接,因為長連接對於服務端來說會耗費一定的資源,

    而像WEB網站這么頻繁的成千上萬甚至上億客戶端的連接用短連接會更省一些資源,

    如果用長連接,而且同時有成千上萬的用戶,如果每個用戶都占用一個連接的話,

    那可想而知吧。所以並發量大,但每個用戶無需頻繁操作情況下需用短連好


長連接:開啟一個socket連接,收發完數據后,不立刻關閉連接,可以多次收發數據包。

短連接:開啟一個socket連接,收發完數據后,立刻關閉連接。

心跳:長連接在沒有數據通信時,定時發送數據包(心跳),以維持連接狀態。

在python里,其實不用做那么復雜的事情,心跳檢測在TCP協議層會自動維護,python只需要調用接口設置就可以了,直接上代碼:

server端:

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#coding=utf-8
__author__  =  '葯師Aric'
'''
server端
長連接,短連接,心跳
'''
import  socket
BUF_SIZE  =  1024
host  =  'localhost'
port  =  8083
 
server  =  socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind((host, port))
server.listen( 1 #接收的連接數
client, address  =  server.accept()  #因為設置了接收連接數為1,所以不需要放在循環中接收
while  True #循環收發數據包,長連接
     data  =  client.recv(BUF_SIZE)
     print (data.decode())  #python3 要使用decode
     # client.close() #連接不斷開,長連接

client端:

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#coding=utf-8
__author__  =  '葯師Aric'
'''
client端
長連接,短連接,心跳
'''
import  socket
import  time
host  =  'localhost'
port  =  8083
client  =  socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_KEEPALIVE,  1 #在客戶端開啟心跳維護
client.connect((host, port))
while  True :
     client.send( 'hello world\r\n' .encode())
     print ( 'send data' )
     time.sleep( 1 #如果想驗證長時間沒發數據,SOCKET連接會不會斷開,則可以設置時間長一點

 


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