socket中的短連線與長連線,心跳包示例詳解
阿新 • • 發佈：2019-02-01
原文地址：http://blog.csdn.net/fireroll/article/details/9043221
TCP連線簡介
當網路通訊時採用TCP協議時，在真正的讀寫操作之前，server與client之間必須建立一個連線，
當讀寫操作完成後，雙方不再需要這個連線時它們可以釋放這個連線，
連線的建立是需要三次握手的，而釋放則需要4次握手，
所以說每個連線的建立都是需要資源消耗和時間消耗的
經典的三次握手示意圖：
一、長連線與短連線
長連線: 指在一個TCP連線上可以連續傳送多個數據包，
在TCP連線保持期間，如果沒有資料包傳送，需要雙方發檢測包以維持此連線;
一般需要自己做線上維持。
短連線: 指通訊雙方有資料互動時，就建立一個TCP連線，資料傳送完成後，則斷開此TCP連線;
一般銀行都使用短連線。
它的優點是：管理起來比較簡單，存在的連線都是有用的連線，不需要額外的控制手段
比如http的，只是連線、請求、關閉，過程時間較短,伺服器若是一段時間內沒有收到請求即可關閉連線。
其實長連線是相對於通常的短連線而說的，也就是長時間保持客戶端與服務端的連線狀態。
長連線與短連線的操作過程
通常的短連線操作步驟是：
連線→資料傳輸→關閉連線；
而長連線通常就是：
連線→資料傳輸→保持連線(心跳)→資料傳輸→保持連線(心跳)→……→關閉連線；
這就要求長連線在沒有資料通訊時，定時傳送資料包(心跳)，以維持連線狀態，
短連線在沒有資料傳輸時直接關閉就行了
什麼時候用長連線，短連線？
長連線多用於操作頻繁，點對點的通訊，而且連線數不能太多情況。
每個TCP連線都需要三步握手，這需要時間，如果每個操作都是先連線，再操作的話那麼處理速度會降低很多，
所以每個操作完後都不斷開，下次次處理時直接傳送資料包就OK了，不用建立TCP連線。
例如：資料庫的連線用長連線，
如果用短連線頻繁的通訊會造成socket錯誤，而且頻繁的socket 建立也是對資源的浪費。
二、傳送接收方式
1、非同步
報文傳送和接收是分開的，相互獨立的，互不影響。這種方式又分兩種情況：
(1)非同步雙工：接收和傳送在同一個程式中，由兩個不同的子程序分別負責傳送和接收
(2)非同步單工：接收和傳送是用兩個不同的程式來完成。
2、同步
報文傳送和接收是同步進行，既報文傳送後等待接收返回報文。
同步方式一般需要考慮超時問題，即報文發出去後不能無限等待，需要設定超時時間，
超過該時間傳送方不再等待讀返回報文，直接通知超時返回。
在長連線中一般是沒有條件能夠判斷讀寫什麼時候結束，所以必須要加長度報文頭。
讀函式先是讀取報文頭的長度，再根據這個長度去讀相應長度的報文。
三. 單工、半雙工和全雙工
根據通訊雙方的分工和訊號傳輸方向可將通訊分為三種方式：
單工、
半雙工、
全雙工。
在計算機網路中主要採用雙工方式，其中：
區域網採用半雙工方式，
都會網路和廣域網採用全雙年方式。
1. 單工(Simplex)方式：
通訊雙方裝置中傳送器與接收器分工明確，只能在由傳送器向接收器的單一固定方向上傳送資料。
採用單工通訊的典型傳送裝置如早期計算機的讀卡器，典型的接收裝置如印表機。
2. 半雙工(Half Duplex)方式：
通訊雙方裝置既是傳送器，也是接收器，兩臺裝置可以相互傳送資料，但某一時刻則只能向一個方向傳送資料。
例如，步話機是半雙工裝置，因為在一個時刻只能有一方說話。
3. 全雙工(Full Duplex)方式：
通訊雙方裝置既是傳送器，也是接收器，兩臺裝置可以同時在兩個方向上傳送資料。
例如，電話是全雙工裝置，因為雙方可同時說話。
而像WEB網站的http服務一般都用短連結，因為長連線對於服務端來說會耗費一定的資源，
而像WEB網站這麼頻繁的成千上萬甚至上億客戶端的連線用短連線會更省一些資源，
如果用長連線，而且同時有成千上萬的使用者，如果每個使用者都佔用一個連線的話，那可想而知吧。
所以併發量大，但每個使用者無需頻繁操作情況下需用短連好。
總之，長連線和短連線的選擇要視情況而定。
四、一個最簡單的長連線與心跳保持的示例程式
/*!
******************************************************************************
* \File
*
* \Brief
*
* \Author
* Hank
******************************************************************************
*/
[cpp] view plain copy print?
- #include <stdio.h>
- #include <string.h>
- #include <errno.h>
- #include <sys/socket.h>
- #include <resolv.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <netinet/in.h>
- #include <arpa/inet.h>
- #include <arpa/inet.h>
- #include <unistd.h>
- #include <sys/time.h>
- #include <sys/types.h>
#define MAXBUF 1024
int main(int argc, char **argv)
{
int sockfd, len;
struct sockaddr_in dest;
char buffer[MAXBUF];
char heartbeat[20] = "hello server";
fd_set rfds;
struct timeval tv;
int retval, maxfd = -1;
if (argc != 3)
{
printf("error! the right format should be : \
\n\t\t%s IP port\n\t eg:\t%s127.0.0.1 80\n",
argv[0], argv[0]);
exit(0);
}
if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
{
perror("Socket");
exit(errno);
}
bzero(&dest, sizeof(dest));
dest.sin_family = AF_INET;
dest.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
memset(&(dest.sin_zero), 0, 8);
if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr*)&dest.sin_addr.s_addr) == 0)
{
perror(argv[1]);
exit(errno);
}
if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&dest, sizeof(dest)) != 0)
{
perror("Connect");
exit(errno);
}
printf("\nReady to start chatting.\n\
Direct input messages and \n\
enter to send messages to the server\n");
while (1)
{
FD_ZERO(&rfds);
FD_SET(0, &rfds);
maxfd = 0;
FD_SET(sockfd, &rfds);
if (sockfd > maxfd)
maxfd = sockfd;
tv.tv_sec = 2;
tv.tv_usec = 0;
retval = select(maxfd+1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
if (retval == -1)
{
printf("Will exit and the select is error! %s", strerror(errno));
break;
}
else if (retval == 0)
{
//printf("No message comes, no buttons, continue to wait ...\n");
len = send(sockfd, heartbeat, strlen(heartbeat), 0);
if (len < 0)
{
printf("Message '%s' failed to send ! \
The error code is %d, error message '%s'\n",
heartbeat, errno, strerror(errno));
break;
}
else
{
printf("News: %s \t send, sent a total of %d bytes!\n",
heartbeat, len);
}
continue;
}
else
{
if (FD_ISSET(sockfd, &rfds))
{
bzero(buffer, MAXBUF+1);
len = recv(sockfd, buffer, MAXBUF, 0);
if (len > 0)
{
printf("Successfully received the message: '%s',%d bytes of data\n",
buffer, len);
}
else
{
if (len < 0)
printf("Failed to receive the message! \
The error code is %d, error message is '%s'\n",
errno, strerror(errno));
else
printf("Chat to terminate!\n");
break;
}
}
if (FD_ISSET(0, &rfds))
{
bzero(buffer, MAXBUF+1);
fgets(buffer, MAXBUF, stdin);
if (!strncasecmp(buffer, "quit", 4))
{
printf("Own request to terminate the chat!\n");
break;
}
len = send(sockfd, buffer, strlen(buffer)-1, 0);
if (len < 0)
{
printf("Message '%s' failed to send ! \
The error code is %d, error message '%s'\n",
buffer, errno, strerror(errno));
break;
}
else
{
printf("News: %s \t send, sent a total of %d bytes!\n",
buffer, len);
}
}
}
}
close(sockfd);
return 0;
}