大家好，我是小林。

之前有位讀者私信我，他在字節(jié)面試時(shí)，被問(wèn)到這兩個(gè)問(wèn)題：

第一個(gè)問(wèn)題：MySQL 的 NULL 值是怎么存放的？

第二個(gè)問(wèn)題：HTTP 長(zhǎng)連接和 TCP 長(zhǎng)連接有什么區(qū)別？

第一個(gè)問(wèn)題，主要是考核你是否清楚 MySQL 一條記錄是怎么存儲(chǔ)的，我在前幾天已經(jīng)寫(xiě)了一篇文章講解了，還沒(méi)看過(guò)的同學(xué)，可以去看這篇：字節(jié)一面:MySQL 的 NULL 值是怎么存放的?

第二問(wèn)題，其實(shí)是在問(wèn) HTTP 的 Keep-Alive 和 TCP 的 Keepalive 有什么區(qū)別？

這是個(gè)好問(wèn)題，應(yīng)該有不少人都會(huì)搞混，因?yàn)檫@兩個(gè)東西看上去太像了，很容易誤以為是同一個(gè)東西。

如果認(rèn)真讀過(guò)我網(wǎng)站上圖解網(wǎng)絡(luò)系列文章的同學(xué)，應(yīng)該這個(gè)問(wèn)題你們都會(huì)，因?yàn)槲抑熬蛯?xiě)過(guò)。

不過(guò)，應(yīng)該也有不少同學(xué)，看過(guò)后忘記了，這次就帶大家重新復(fù)習(xí)一波。

事實(shí)上，這兩個(gè)完全是兩樣不同東西，實(shí)現(xiàn)的層面也不同：

• HTTP 的 Keep-Alive，是由應(yīng)用層（用戶(hù)態(tài)）實(shí)現(xiàn)的，稱(chēng)為 HTTP 長(zhǎng)連接；
• TCP 的 Keepalive，是由TCP 層（內(nèi)核態(tài)）實(shí)現(xiàn)的，稱(chēng)為 TCP ?；顧C(jī)制；

接下來(lái)，分別說(shuō)說(shuō)它們。

HTTP 的 Keep-Alive

HTTP 協(xié)議采用的是「請(qǐng)求-應(yīng)答」的模式，也就是客戶(hù)端發(fā)起了請(qǐng)求，服務(wù)端才會(huì)返回響應(yīng)，一來(lái)一回這樣子。

請(qǐng)求-應(yīng)答

由于 HTTP 是基于 TCP 傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，客戶(hù)端與服務(wù)端要進(jìn)行 HTTP 通信前，需要先建立 TCP 連接，然后客戶(hù)端發(fā)送 HTTP  請(qǐng)求，服務(wù)端收到后就返回響應(yīng)，至此「請(qǐng)求-應(yīng)答」的模式就完成了，隨后就會(huì)釋放 TCP 連接。

一個(gè) HTTP 請(qǐng)求

如果每次請(qǐng)求都要經(jīng)歷這樣的過(guò)程：建立 TCP -> 請(qǐng)求資源 -> 響應(yīng)資源 -> 釋放連接，那么此方式就是 HTTP 短連接，如下圖：

HTTP 短連接

這樣實(shí)在太累人了，一次連接只能請(qǐng)求一次資源。

能不能在第一個(gè) HTTP 請(qǐng)求完后，先不斷開(kāi) TCP 連接，讓后續(xù)的 HTTP 請(qǐng)求繼續(xù)使用此連接？

當(dāng)然可以，HTTP 的 Keep-Alive 就是實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能，可以使用同一個(gè) TCP 連接來(lái)發(fā)送和接收多個(gè) HTTP 請(qǐng)求/應(yīng)答，避免了連接建立和釋放的開(kāi)銷(xiāo)，這個(gè)方法稱(chēng)為 HTTP 長(zhǎng)連接。

HTTP 長(zhǎng)連接

HTTP 長(zhǎng)連接的特點(diǎn)是，只要任意一端沒(méi)有明確提出斷開(kāi)連接，則保持 TCP 連接狀態(tài)。

怎么才能使用 HTTP 的 Keep-Alive 功能？

在 HTTP 1.0 中默認(rèn)是關(guān)閉的，如果瀏覽器要開(kāi)啟 Keep-Alive，它必須在請(qǐng)求的包頭中添加：

Connection: Keep-Alive

然后當(dāng)服務(wù)器收到請(qǐng)求，作出回應(yīng)的時(shí)候，它也添加一個(gè)頭在響應(yīng)中：

Connection: Keep-Alive

這樣做，連接就不會(huì)中斷，而是保持連接。當(dāng)客戶(hù)端發(fā)送另一個(gè)請(qǐng)求時(shí)，它會(huì)使用同一個(gè)連接。這一直繼續(xù)到客戶(hù)端或服務(wù)器端提出斷開(kāi)連接。

從 HTTP 1.1 開(kāi)始， 就默認(rèn)是開(kāi)啟了 Keep-Alive，如果要關(guān)閉 Keep-Alive，需要在 HTTP 請(qǐng)求的包頭里添加：

Connection:close

現(xiàn)在大多數(shù)瀏覽器都默認(rèn)是使用 HTTP/1.1，所以 Keep-Alive 都是默認(rèn)打開(kāi)的。一旦客戶(hù)端和服務(wù)端達(dá)成協(xié)議，那么長(zhǎng)連接就建立好了。

HTTP 長(zhǎng)連接不僅僅減少了 TCP 連接資源的開(kāi)銷(xiāo)，而且這給 HTTP 流水線(xiàn)技術(shù)提供了可實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

所謂的 HTTP 流水線(xiàn)，是客戶(hù)端可以先一次性發(fā)送多個(gè)請(qǐng)求，而在發(fā)送過(guò)程中不需先等待服務(wù)器的回應(yīng)，可以減少整體的響應(yīng)時(shí)間。

舉例來(lái)說(shuō)，客戶(hù)端需要請(qǐng)求兩個(gè)資源。以前的做法是，在同一個(gè) TCP 連接里面，先發(fā)送 A 請(qǐng)求，然后等待服務(wù)器做出回應(yīng)，收到后再發(fā)出 B 請(qǐng)求。HTTP 流水線(xiàn)機(jī)制則允許客戶(hù)端同時(shí)發(fā)出 A 請(qǐng)求和 B 請(qǐng)求。

右邊為 HTTP 流水線(xiàn)機(jī)制

但是服務(wù)器還是按照順序響應(yīng)，先回應(yīng) A 請(qǐng)求，完成后再回應(yīng) B 請(qǐng)求。

而且要等服務(wù)器響應(yīng)完客戶(hù)端第一批發(fā)送的請(qǐng)求后，客戶(hù)端才能發(fā)出下一批的請(qǐng)求，也就說(shuō)如果服務(wù)器響應(yīng)的過(guò)程發(fā)生了阻塞，那么客戶(hù)端就無(wú)法發(fā)出下一批的請(qǐng)求，此時(shí)就造成了「隊(duì)頭阻塞」的問(wèn)題。

可能有的同學(xué)會(huì)問(wèn)，如果使用了 HTTP 長(zhǎng)連接，如果客戶(hù)端完成一個(gè) HTTP 請(qǐng)求后，就不再發(fā)起新的請(qǐng)求，此時(shí)這個(gè) TCP 連接一直占用著不是挺浪費(fèi)資源的嗎？

對(duì)沒(méi)錯(cuò)，所以為了避免資源浪費(fèi)的情況，web 服務(wù)軟件一般都會(huì)提供 keepalive_timeout 參數(shù)，用來(lái)指定 HTTP 長(zhǎng)連接的超時(shí)時(shí)間。

比如設(shè)置了 HTTP 長(zhǎng)連接的超時(shí)時(shí)間是 60 秒，web 服務(wù)軟件就會(huì)啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，如果客戶(hù)端在完后一個(gè) HTTP 請(qǐng)求后，在 60 秒內(nèi)都沒(méi)有再發(fā)起新的請(qǐng)求，定時(shí)器的時(shí)間一到，就會(huì)觸發(fā)回調(diào)函數(shù)來(lái)釋放該連接。

HTTP 長(zhǎng)連接超時(shí)

TCP 的 Keepalive

TCP 的 Keepalive 這東西其實(shí)就是 TCP 的?；顧C(jī)制，它的工作原理我之前的文章寫(xiě)過(guò)，這里就直接貼下以前的內(nèi)容。

如果兩端的 TCP 連接一直沒(méi)有數(shù)據(jù)交互，達(dá)到了觸發(fā) TCP ?；顧C(jī)制的條件，那么內(nèi)核里的 TCP 協(xié)議棧就會(huì)發(fā)送探測(cè)報(bào)文。

• 如果對(duì)端程序是正常工作的。當(dāng) TCP ?；畹奶綔y(cè)報(bào)文發(fā)送給對(duì)端, 對(duì)端會(huì)正常響應(yīng)，這樣TCP 保活時(shí)間會(huì)被重置，等待下一個(gè) TCP ?；顣r(shí)間的到來(lái)。
• 如果對(duì)端主機(jī)崩潰，或?qū)Χ擞捎谄渌驅(qū)е聢?bào)文不可達(dá)。當(dāng) TCP ?；畹奶綔y(cè)報(bào)文發(fā)送給對(duì)端后，石沉大海，沒(méi)有響應(yīng)，連續(xù)幾次，達(dá)到?；钐綔y(cè)次數(shù)后，TCP 會(huì)報(bào)告該 TCP 連接已經(jīng)死亡。

所以，TCP ?；顧C(jī)制可以在雙方?jīng)]有數(shù)據(jù)交互的情況，通過(guò)探測(cè)報(bào)文，來(lái)確定對(duì)方的 TCP 連接是否存活，這個(gè)工作是在內(nèi)核完成的。

TCP ?；顧C(jī)制

注意，應(yīng)用程序若想使用 TCP ?；顧C(jī)制需要通過(guò) socket 接口設(shè)置 SO_KEEPALIVE 選項(xiàng)才能夠生效，如果沒(méi)有設(shè)置，那么就無(wú)法使用 TCP ?；顧C(jī)制。

總結(jié)

HTTP 的 Keep-Alive 也叫 HTTP 長(zhǎng)連接，該功能是由「應(yīng)用程序」實(shí)現(xiàn)的，可以使得用同一個(gè) TCP 連接來(lái)發(fā)送和接收多個(gè) HTTP 請(qǐng)求/應(yīng)答，減少了 HTTP 短連接帶來(lái)的多次 TCP 連接建立和釋放的開(kāi)銷(xiāo)。

TCP 的 Keepalive 也叫 TCP ?；顧C(jī)制，該功能是由「內(nèi)核」實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)客戶(hù)端和服務(wù)端長(zhǎng)達(dá)一定時(shí)間沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，內(nèi)核為了確保該連接是否還有效，就會(huì)發(fā)送探測(cè)報(bào)文，來(lái)檢測(cè)對(duì)方是否還在線(xiàn)，然后來(lái)決定是否要關(guān)閉該連接。