手把手教你Socket短连接和长连接

本篇文章我们先从了解一下网络通信的基本常识，小鱼将会从Socket 逐步介绍短连接、长链接，以及长连接与短连接的选择。

何为Socket

Socket 是应用层与 TCP/IP 协议族通信的中间软件抽象层，即是一组接口，Socket 的概念最先由UNIX 操作系统提及，被广泛应用于各种操作系统和网络编程中。

在设计模式中，Socket 就是一个门面模式，将复杂的 TCP/IP 协议处理、通信缓存管理等，隐藏在 Socket 接口背后，对用户提供一组简单的接口来进行网络应用编程，复杂的数据处理和协议转换等逻辑交由 Socket 去组织。

例如：主机 A 的应用程序要和主机 B 的应用程序进行通信时，就必须先通过 Socket 建立连接。

• 客户端连接上服务器时，客户端就会产生一个socket 接口实例。
• 服务端每建立一个客户端连接，也会产生一个socket 接口实例，与客户端的socket 接口实例进行通信。
• 服务器可以建立多个socket 连接，可以同时存在多个socket 接口实例。

短连接

短连接指的是每次Socket通信时都需要建立一个新的连接，Socket通信结束后立即关闭连接。

例如：HTTP 协议，这是一个无状态协议，浏览器每次与服务器通信时都会进行一次HTTP 请求，在浏览器得到服务器返回响应数据后连接就会中断。

短连接适用于数据量小、传输间隔时间较长的场景，像HTTP 这种。

长连接

长连接指的是客户端和服务器之间的Socket连接一旦建立，在一定时间内保持连接状态，可以进行多次数据传输。

建立连接的流程大概为 连接 -> 数据传输 -> 连接保持（心跳） -> 数据传输 -> ... -> 连接关闭。

长连接只需要在第一次Socket通信时建立连接，之后的数据传输不需要重新建立连接，直到连接超时或显式关闭。适用于数据量大、传输频繁的场景，例如即时通讯、在线游戏等。

长连接为了保持连接会一直占有资源，可能会导致资源浪费，尤其是在客户端数量较少的情况下。所以在使用长连接时，我们需要注意心跳机制和超时设置，以避免无效连接占用资源。

长连接与短链接选择

长连接通常用于需要频繁通信的应用场景，特别是点对点的通信。

由于 TCP 连接的建立需要经过三次握手过程，这会消耗一定的时间。如果每次操作都需要重新建立连接，将显著影响处理速度。

因此，在长连接模式下，一旦连接建立，就会保持连接状态，以便后续操作可以直接发送数据，无需重复建立连接的过程。

例如，在数据库连接中使用长连接可以避免频繁通信导致的 socket 错误，并且可以避免socket 连接频繁建立对资源的浪费。

对于 WEB 服务， HTTP 1.0 协议通常使用短连接，这时候长连接就可能会增加服务器的资源消耗。

对于 WEB 网站而言，可能需要处理成千上万甚至上亿的客户端连接，如果都需要保持长连接，对服务器而言资源负担太大，而短连接用完就释放更加节省服务器的资源。

但是，随着 HTTP 协议的发展，从 HTTP/1.1 到 HTTP/2 和 HTTP/3，HTTP协议已经开始支持长连接。长连接还是短连接选择，具体还是得视情况而定，看需要侧重哪一方面的资源试用情况。