一、keepalive理解

什么是keepalive

keepalive是长连接的意思。客户端发起http请求前需要先与服务端建立TCP连接,每次TCP连接都需要三次握手来确定,三次交互不仅会增加消费时间,还会增加网络流量。http请求是请求应答式,如果能知道每个请求头与响应体的长度,就可以在一个连接上执行多个请求,这个就是所谓的长连接。

(注意:keepalive是tcp层长连接探活机制;keep-alive是应用层http协议使用,在其头部Connection字段中的一个值,只是代表客户端与服务之间需要保持长连接,可以理解为通过此字段来告诉nginx此连接需要维持长连接,处理完别直接关闭连接。)

如何确定请求头和响应体的长度?

1、请求头长度: 如果当前请求有body,Nginx需要客户端在请求头中指定content-length来表明body的大小,否则返回400。
 2、响应体长度: 在http协议中响应body长度的确定
http1.0:①响应头中有content-length,content-length即为body长度。客服端依照这个长度接收数据,接收完了就表示请求完成。②响应头中没有content-length,客户端会一直接收数据,知道服务端主动断开,才表示body接收完了。
http1.1:①chunked传输,响应头中有Transfer-encoding,body为流式输出,body被分成多个块,每块的开始会标识出当前块的长度,此时body不需要通过长度指定。②非chunked传输,响应头中有content-length则按照content-length来接收数据,没有content-length,则客户端接收数据,知道服务器主动断开。

是否可使用长连接的条件是什么?

可知响应体长度的情况下,当服务器输出完body后可以考虑使用长连接。长连接的条件限制如下:

  1. 客服端的请求头中的connection为close,则客户端要求不使用长连接。
  2. 客户端的请求头中的connection为keep-alive,则客户端要求使用长连接。
  3. 客户端的请求头中没有connection这个头,如果是http1.0协议默认为close,如果是http1.1协议默认为keep-alive。

keepalive时Nginx的等待时长是多少?

长连接时,Nginx在输出完响应体后,会设置当前连接的keepalive属性,然后等待客户端的下一次请求,同时也设置了一个最大等待时间,这个时间通过keepalive_timeout来配置,如果是0,则表示关掉长连接,此时不管客户端的connection值是什么都会强制设为close。

keepalive的优势是什么?

服务端确定是keepalive打开时,在响应的http头中也会有connection=Keep-Alive,否则为Close。如果connection值为colse,Nginx在响应完数据后就会关掉连接。所以对于请求量较大的Nginx来说,关掉keepalive最后会产生较多的time-wait状态的socket。当客户端的一次访问需要多次访问同一个server时,keepalive会大量减少time-wait的数量。

二、nginx的keepalive配置

nginx保持keepalive需做那些事情

  1. client到nginx的连接是长连接
  2. nginx到server的连接是长连接
    在这里插入图片描述

nginx的文件配置

(1)配置TCP层keepalive探活机制的三个参数:

#情况1:
http {
server {
    listen 127.0.0.1:3306 so_keepalive=on;#开启keepalive探活,探测策略走系统默认
    }
}
#情况2:
http {
server {
    listen 127.0.0.1:3306 so_keepalive=7m:75s:9;#把空闲时长从系统默认的5分钟改为了7分钟
    }
}

其中so_keepalive有如下选择配置:

so_keepalive=on|off|[keepidle]:[keepintvl]:[keepcnt]
*   on: 开启,探测参数更加系统默认值
*   off: 关闭
*   keepidle: 连接空闲等待时间 
*   keepintvl: 发送探测报文间隔时间
*   keepcent: 探测报文重试次数

如果nginx未设置so_keepalive配置,则走系统默认的探活策略

(2)nginx与客户端(一般为浏览器、APP等)保持的长连接进行限制管理:

http {
    keepalive_timeout  120s 120s;
    keepalive_requests 100;
}
keepalive_timeout timeout [header_timeout];

第一个参数:客户端连接在服务器端空闲状态下保持的超时值(默认75s);值为0会禁用keep-alive,也就是说默认不启用长连接;第二个参数:响应的header域中设置“Keep-Alive: timeout=time”;告知浏览器对长连接的维持时间;官网介绍如下:
在这里插入图片描述

keepalive_requests number;

keepalive_requests:默认100,某个长连接连续处理请求次数限制,超过次数则该长连接被关闭;如果需要释放某个连接占用的内存,必须关闭该链接,内存不大的情况下,不建议开大该配置;在QPS较高的场景,则有必要加大这个参数;

(3)nginx与上游server保持长连接

http {
    upstream  BACKEND {
        server 127.0.0.1:8000;
        server 127.0.0.1:8001;
        server 127.0.0.1:8002;
        keepalive 300; //空闲连接数   
        keepalive_timeout  120s;//与上游空闲时间
        keepalive_requests 100;//与上游请求处理最大次数
    }
    server{
        listen 8080;
        location /{
            proxy_pass http://BACKEND;
            proxy_http_version 1.1;
            proxu_set_header Connection "";
        }
    }
}

keepalive:限制nginx某个worker最多空闲连接数,此处不会限制worker与上游服务长连接的总数;
keepalive_timeout:nginx与上游长连接最大空闲时间,默认值为60s;
keepalive_requests:nginx与上游长连接最大交互请求的次数,默认值为100;

三、应用场景

什么时候使用?

明显的预知用户会在当前连接上有下一步操作
复用连接,有效减少握手次数,尤其是https建立一次连接开销会更大

什么时候不用?

访问内联资源一般用缓存,不需要keepalive
长时间的tcp连接容易导致系统资源无效占用

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