Socket编程中的长连接、短链接以及心跳包机制详解

参考：http://blog.csdn.net/zdwzzu2006/article/details/7723738

一、定义

1、TCP连接

　　当网络通信时采用TCP协议时，在真正的读写操作之前，server与client之间必须建立一个连接，当读写操作完成后，双方不再需要这个连接时它们可以释放这个连接。
　　连接的建立是需要三次握手的，而释放则需要四次握手，所以说每个连接的建立都是需要资源消耗和时间消耗的。

　　① 连接时经典三次握手示意图：
　

　②  断开连接时经典四次握手示意图：

2、长连接与短连接

　　所谓长连接，指在一个TCP连接上可以连续发送多个数据包，在TCP连接保持期间，如果没有数据包发送，需要双方发检测包以维持此连接，一般需要自己做在线维持。 
　　所谓短连接，指通信双方有数据交互时，就建立一个TCP连接，数据发送完成后，则断开此TCP连接，一般银行都使用短连接。
　　比如http，只是连接、请求、关闭，过程时间较短,服务器若是一段时间内没有收到请求即可关闭连接。 其实长连接是相对于通常的短连接而说的，也就是长时间保持客户端与服务端的连接状态。

3、长连接与短连接的操作过程

　　通常的短连接操作步骤是： 连接→数据传输→关闭连接；

　　长连接通常就是： 连接→数据传输→保持连接(心跳)→数据传输→保持连接(心跳)→……→关闭连接； 
　　　　　　　　　　这就要求长连接在没有数据通信时，定时发送数据包(心跳)，以维持连接状态，短连接在没有数据传输时直接关闭就行了

4、什么时候用长连接，短连接？

　　长连接多用于操作频繁，点对点的通讯，而且连接数不能太多情况。每个TCP连接都需要三步握手，这需要时间，如果每个操作都是先连接，再操作的话那么处理速度会降低很多，所以每个操作完后都不断开，次处理时直接发送数据包就OK了，不用建立TCP连接。例如：数据库的连接用长连接， 如果用短连接频繁的通信会造成socket错误，而且频繁的socket 创建也是对资源的浪费。

5、发送接收方式

　　1、异步 
　　　　报文发送和接收是分开的，相互独立的，互不影响。这种方式又分两种情况： 
　　　　(1)异步双工：接收和发送在同一个程序中，由两个不同的子进程分别负责发送和接收 
　　　　(2)异步单工：接收和发送是用两个不同的程序来完成。 
　　2、同步 
　　　　报文发送和接收是同步进行，既报文发送后等待接收返回报文。 同步方式一般需要考虑超时问题，即报文发出去后不能无限等待，需要设定超时时间，超过该时间发送方不再等待读返回报文，直接通知超时返回。

　　在长连接中一般是没有条件能够判断读写什么时候结束，所以必须要加长度报文头。读函数先是读取报文头的长度，再根据这个长度去读相应长度的报文。