簡介
經典的TCP三次握手大家應該很熟悉了，三次握手按道理說應該是最優的方案了，當然這是對於通用的情況來說的。那么在某些特殊的情況下是不是可以提升TCP建立連接的速度呢？
答案是肯定的，這就是今天我們要講的TCP fast open和netty。
TCP fast open
什么是TCP fast open呢？
TCP fast open也可以簡寫為TFO，它是TCP協議的一種擴展。為什么是fast open呢？這是因為TFO可以在初始化建立連接的時候就帶上部分數據，這樣在TCP連接建立之后，可以減少和服務器交互的次數，從而在特定的情況下減少響應的時間。
既然TFO這么好，為什么我們很少見到使用TFO協議的呢？
這是因為TFO是有缺陷的，因為TFO會在sync包中帶上一些數據信息，那么當sync包重發的時候，就會造成接收方接受到重復的數據。
所以，如果是用TFO，那么接收方則需要具有能夠處理重復數據的能力。
在程序界，防止數據重復提交有一個好聽的名字叫做冪等性，只有具有冪等性的服務器才能夠使用TFO。
開啟TFO
既然TFO這么優秀，怎么才能開啟TFO呢？
TFO的開啟首先需要操作系統的支持，如果你是mac系統，恭喜你，mac默認情況下已經支持TFO了，你不需要進行任何操作。
如果你是Linux系統，那么需要查看/proc/sys/net/ipv4/tcp_fastopen這個文件。
tcp_fastopen可以有四種值，如下所示：
0 -- 表示TFO未開啟
1 -- 表示TFO開啟了，但是只對客戶端有效
2 -- 表示TFO開啟了，但是只對服務器端有效
3 -- 表示TFO開啟了，同時對客戶端和服務器端有效
通過上面的設置，我們就在操作系統層開啟了TFO的支持。
接下來，我們看一下如何在netty中使用TFO。
netty對TFO的支持
首先我們看下如何在netty的服務器端開啟TFO支持。
在這之前，我們先回顧一下如何建議一個普通的netty服務器：
EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
try {
ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
b.group(bossGroup, workerGroup)
.channel(NioServerSocketChannel.class)
.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ch.pipeline().addLast(new TFOServerHandler());
}
})
.option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 128)
.childOption(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true);
// 綁定端口並開始接收連接
ChannelFuture f = b.bind(port).sync();
上面的代碼中，我們看到ServerBootstrap可以設置option參數，ChannelOption中包含了所有可以設置的channel的參數，對應的TFO的參數是ChannelOption.TCP_FASTOPEN, 所以我們只需要添加到ServerBootstrap中即可：
sb.option(ChannelOption.TCP_FASTOPEN, 50)
ChannelOption.TCP_FASTOPEN的值表示的是socket連接中可以處於等待狀態的fast-open請求的個數。
對於客戶端來說，同樣需要進行一些改動，先來看看傳統的client端是怎么工作的：
EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();
try {
Bootstrap b = new Bootstrap();
b.group(group)
.channel(NioSocketChannel.class)
.handler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
@Override
protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
ChannelPipeline p = ch.pipeline();
p.addLast(new TFOClientHandler());
}
});
// 連接服務器
ChannelFuture f = b.connect(HOST, PORT).sync();
client要支持TFO，需要添加這樣的操作：
b.option(ChannelOption.TCP_FASTOPEN_CONNECT, true)
還記得TFO是做什么的嗎？TFO就是在sync包中發送了一些數據。所以我們需要在client端對發送的數據進行處理,也就是說在client和server端建立連接之前就需要向channel中發送消息。
要獲得非建立連接的channel，則可以調用Bootstrap的register方法來獲取channel：
Channel channel = b.register().sync().channel();
然后向該channel中寫入byteBuf：
ByteBuf fastOpenData = directBuffer();
fastOpenData.writeBytes("TFO message".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
channel.write(fastOpenData);
最后再和服務器建立連接：
// 連接服務器
SocketAddress serverAddress = SocketUtils.socketAddress("127.0.0.1", 8000);
ChannelFuture f = channel.connect(serverAddress).sync();
總結
這樣一個一個支持TFO的客戶端和服務器就完成了。盡情使用吧。
本文的例子可以參考：learn-netty4
本文已收錄於 http://www.flydean.com/44-netty-tcp-fast-open/
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