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长连接：开启一个socket连接，收发完数据后，不立刻关闭连接(不会调用close())，可以多次收发数据包。

心跳：长连接在没有数据通信时，定时发送数据包(心跳)，告诉对方自己的状态，以维持连接状态；心跳包不会作为通信内容。

1. 查看linux中与keepalive相关的user-driven变量

╭─cs at css in ~ using

╰─ sudo sysctl -a | grep keepalive [sudo] password for cs: net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 75 # 连续两次探活直接的时间间隔 net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 9 # 未确认的探测次数上限，超过后就通知系统连接中断 net.ipv4.tcp_keepalive_time = 7200 # 最后发送的数据包（简单的ACK不视为数据）与第一个keepalive探测之间的间隔；将连接标记为需要保持活动状态后，将不再使用此计数器

2. 几个用于查看心跳保活情况的命令

tcpdump -i lo -nns0 port 9999

查看环路lo的端口9999上的网络数据包信息

ss -nto src :9999

显示源地址且端口为9999的 tcp socket连接状态，主要查看keepalive的探活时间倒计时：

State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port

ESTAB 884 0 127.0.0.1:9999 127.0.0.1:45048 timer:(keepalive,58sec,0)

3. python保活的实现

在python里，心跳检测在TCP协议层会自动维护，python只需要调用接口设置就可以了

客户端:

客户端开启心跳保活，每隔一段自动发送心跳包给服务器端

#coding=utf-8'''client端'''import socketimport timehost = 'localhost'# port = 8083port = 21568client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)client.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_KEEPALIVE, 1) # 在客户端开启心跳保活client.connect((host, port))while True:    client.send('hello world\r\n'.encode())    print('send data')    time.sleep(80) # 如果想验证长时间没发数据，SOCKET连接会不会断开，则可以设置时间长一点

socket实现服务器端1:

服务器端设置为长连接，简单判断客户端的心跳保活数据帧是否可正常被服务器端检测到

#coding=utf-8'''server端'''import socketBUF_SIZE = 1024host = 'localhost'port = 21568server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)server.bind((host, port))server.listen(1) # 接收的连接数client, address = server.accept() # 接收连接数为1，不需要放在循环中接收while True: # 循环收发数据包，长连接    data = client.recv(BUF_SIZE)    print(data.decode()) #python3 要使用decode    # client.close() # 连接不断开，长连接

socket实现服务器端2:

服务器端也设置心跳，每隔一段时间向客户端发送心跳数据帧

import socketserver = socket.socket()server.bind(('localhost', 9999))server.listen(5)print("server start....")while True:    client, addr = server.accept()    print('peer address: ', addr)    client.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_KEEPALIVE, 1)    client.setsockopt(socket.SOL_TCP, socket.TCP_KEEPIDLE, 120)    client.setsockopt(socket.SOL_TCP, socket.TCP_KEEPCNT, 9)    client.setsockopt(socket.SOL_TCP, socket.TCP_KEEPINTVL, 20)

4. 检查心跳保活数据帧

tcpdump -i lo -nns0 port 9999

04:11:52.578207 IP 127.0.0.1.9999 > 127.0.0.1.45048: Flags [.], ack 547, win 512, options [nop,nop,TS val 1868813715 ecr 1868753131], length 0

04:11:52.578259 IP 127.0.0.1.45048 > 127.0.0.1.9999: Flags [.], ack 1, win 512, options [nop,nop,TS val 1868813715 ecr 1868753132], length 0

04:12:12.067660 IP 127.0.0.1.45048 > 127.0.0.1.9999: Flags [P.], seq 547:560, ack 1, win 512, options [nop,nop,TS val 1868833204 ecr 1868753132], length 13

客户端和服务器端互相发送心跳包: 互相发送一个数据长度为0、标示位为ack的包来进行探活

ss -nto src :9999

State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port

ESTAB 1079 0 127.0.0.1:9999 127.0.0.1:45048 timer:(keepalive,3.996ms,0)

每当keepalive的计时器tcp_keepalive_intvl降为0，服务器就会发送一个心跳数据帧给客户端

5. 心跳保活的完全底层实现

自定义一个结构体(心跳包或心跳帧)，与其它数据包能区分开，每当一端接受到该心跳帧，就将相关变量重置。

参考资料

转载地址：http://lwerb.baihongyu.com/