有关[Http持久连接]的一切，卷给你看

上文中我的结论是： HTTP Keep-Alive 是在应用层对TCP连接进行滑动续约复用， 如果客户端/服务器稳定续约，就成了名副其实的长连接。

目前所有的Http网络库都默认开启了HTTP Keep-Alive，今天我们从底层TCP连接和排障角度撕碎HTTP持久连接。

使用go语言倒腾一个httpServer/httpClient，粗略聊一聊go的使用风格。

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使用go语言net/http包快速搭建httpserver，注入用于记录请求日志的Handler

package main

import (
	"fmt"
	"log"
	"net/http"
)

// IndexHandler记录请求的基本信息： 请关注r.RemoteAddr
func Index(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	fmt.Println("receive a request from:", r.RemoteAddr, r.Header)
	w.Write([]byte("ok"))
}

// net/http 默认开启持久连接
func main() {	
	fmt.Printf("Starting server at port 8081\n")
	if err := http.ListenAndServe(":8081", http.HandlerFunc(Index)); err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
}

1. ListenAndServe创建了默认的httpServer服务器，go通过首字母大小写来控制访问权限，如果首字母大写，则可以被外部包访问， 类比C#全局函数、静态函数。

func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
	server := &Server{Addr: addr, Handler: handler}
	return server.ListenAndServe()
}

2. net/http服务器默认开启了Keep-Alive, 由Server的私有变量disableKeepAlives体现。

type  Server  struct {
  ...
  disableKeepAlives int32     // accessed atomically. 
  ...
}

使用者也可以手动关闭Keep-Alive， SetKeepAlivesEnabled()会修改私有变量disableKeepAlives的值

s := &http.Server{
		Addr:           ":8081",
		Handler: http.HandlerFunc(Index),
		ReadTimeout:    10 * time.Second,
		WriteTimeout:   10 * time.Second,
		MaxHeaderBytes: 1 << 20,
	}
	s.SetKeepAlivesEnabled(true)
	if err := s.ListenAndServe(); err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

以上也是go包的基本制作/使用风格。

3. 请注意我在httpserver插入了IndexHander，记录httpclient的基本信息。
   这里有个知识点： 如果httpclient使用了新的TCP连接，系统会按照一定规则给你分配随机端口。

go run main.go 启动之后，浏览器访问localhost:8081，
服务器会收到如下日志, 图中红圈处表明浏览器使用了系统随机端口开启tcp连接，

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使用net/http编写客户端： 间隔1s向服务器发起HTTP请求

package main

import (
	"fmt"
	"io/ioutil"
	"log"
	"net/http"
	"time"
)

func main() {
	client := &http.Client{
		Timeout: 10 * time.Second,
	}
	for {
		requestWithClose(client)
		time.Sleep(time.Second * 1)
	}
}

func requestWithClose(client *http.Client) {

	resp, err := client.Get("http://127.0.0.1:8081")

	if err != nil {
		fmt.Printf("error occurred while fetching page, error: %s", err.Error())
		return
	}
	defer resp.Body.Close()

	c, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
	if err != nil {
		log.Fatalf("Couldn't parse response body. %+v", err)
	}

	fmt.Println(string(c))
}

服务器收到的请求日志如下：

图中红框显示httpclient使用固定端口61799发起了http请求，客户端/服务器维持了HTTP Keep-alive。

使用netstat -an | grep 127.0.0.1:8081可围观系统针对特定ip的TCP连接：

啰嗦一下： 上图显示2条记录，是由于客户端/服务器在一台机器上，netstat显示了双方tcp连接记录。
实际建立了一个tcp连接，tcp连接的端口是61799，与上文呼应。

使用wireshark查看localhost网卡发生的tcp连接

• 可以看到每次http请求/响应之前均没有tcp三次握手
• tcp每次发包后，对端需要会ACK确认包

反面教材-高能预警

go的net/http明确提出:

If the Body is not both read to EOF and closed, the Client's underlying RoundTripper (typically Transport) may not be able to re-use a persistent TCP connection to the server for a subsequent "keep-alive" request.

也就是说：httpclient客户端在每次请求结束后，如果resp的body不为空，而客户端不读完body或者没有关闭body， 可能会导致Keep-alive失效。

//  下面的代码没有读完body,导致Keep-alive失效
func requestWithClose(client *http.Client) {
   resp, err := client.Get("http://127.0.0.1:8081")
   if err != nil {
   	fmt.Printf("error occurred while fetching page, error: %s", err.Error())
   	return
   }
   defer resp.Body.Close()
   //_, err = ioutil.ReadAll(resp.Body)
   fmt.Println("ok")
}

此次服务端日志如下：

上图红框显示客户端持续使用新的随机端口发起了TCP连接。

查看系统建立的tcp连接：

Wireshark抓包结果：

图中红框显示每次HTTP请求/响应 前后均发生了三次握手、四次挥手。

全文梳理

1. 目前已知的httpclient、httpServer均默认开启keep-alive
2. 禁用keep-alive或者keep-alive失效，会导致客户端、服务器频繁建立tcp连接， 可通过 netstat -an | grep {ip} 查看客户机上被占用的tcp连接端口
3. Wireshark抓包， 明确keep-alive和非Keep-alive的抓包效果