长连接和短连接

1、长连接和短连接的理解

对短连接和长连接的形象理解：

1.1 短连接

想象你要去超市买东西，步骤是：

• a、推门进超市（建立连接）
• b、选商品结账（传输数据）
• c、支付完成后离开超市（断开连接）

可以看到，它的特点是：

• 每次任务都要重新开始：每天去超市买东西，都要从头走一遍全部步骤，推门、结账、离开
• 简单但低效：不需要额外维持，但每次都要重复推门、关门离开
• 适用场景：一次性任务，比如早期的网页请求（每个页面加载完就断开）

1.2 长连接

想象你要和家人打微信视频，步骤是：

• a、打开手机摄像头并等待家人接听（建立连接）
• b、说了你工作的事后，又继续说你们家里的事（持续传输数据）
• c、挂断电话，结束聊天（主动断开连接）

可以看到，它的特点是：

• 连接会保持一段时间：一旦成功建立连接，可以反复传输数据，直到主动结束
• 高效但占用资源：不用反复打电话、挂电话，但一直开着视频会消耗电量，服务器需要维护连接列表
• 适用场景：需要频繁交互的场景，比如在线游戏、RocketMQ的Broker和NS之间

2、连接

连接，指两个设备（如客户端和服务端）之间的一条通信通道，建立连接意味着双方协商好通信规则，并分配资源（端口、内存）用于数据传输，常见的连接如TCP连接（Transmission Control Protocol）

2.1 TCP连接的建立：三次握手

TCP协议规定，每个建立连接必须经过三次握手，用一副书里的漫画：

过程如下：

​SYN 报文：

• 包含客户端生成的随机序列号（Seq），用于后续数据传输的顺序控制。
• 请求建立连接

​SYN+ACK 报文：

• 服务端收到 SYN 后，生成自己的 Seq（比如 Seq=2），并携带客户端的 Seq+1（即 Ack=2）作为确认。
• 表示服务端愿意建立连接

​ACK 报文：

• 客户端收到服务端的 Seq 后，发送 Ack=服务端的 Seq+1（即 Ack=3）
• 确认服务端的 Seq 被正确接收，连接正式建立

2.2 TCP连接的释放：四次挥手

建立连接需要三次握手，断开则需要四次挥手（因为双方都需要确认对方不再发送数据了）

步骤 1：客户端发送 FIN（结束标志）​

• 客户端说：“我这边没数据要发了，可以断开了”（发送 FIN 包）
• 此时，客户端进入客户端进入半关闭状态​（还能接收数据，但不能发送）

​步骤 2：服务器收到 FIN 后，发送 ACK（确认）​

• 服务器说：“好的，我知道你要断了，但我可能还有数据没发完”（发送 ACK 包）
• 服务器进入 ​半关闭状态​（还能发送数据，但不能接收新数据）
• 客户端收到 ACK 后，进入 ​关闭等待状态，等待服务器也断开
  ​

步骤 3：服务器发送 FIN（结束标志）​

• 服务器说：“我的数据也发完了，现在可以彻底断了”（发送 FIN 包）
• 服务器进入 ​最后确认状态，等待客户端的最终确认

​步骤 4：客户端收到 FIN 后，发送 ACK（确认）​

• 客户端说：“好的，我也确认了，咱们彻底断开吧！”（发送 ACK 包）
• 客户端进入 ​CLOSED 状态
• 服务器收到 ACK 后，也进入 ​CLOSED 状态，连接终止

​

形象的比喻：打电话断线

• 你（客户端）​：“喂，我这边讲完了，挂电话吧”（发送 FIN） ​
• 对方（服务器）​：“好的，我这边可能还有话要说，但我同意挂断”（发送ACK） ​
• 对方（服务器）​：“我这边真的讲完了，可以挂了”（发送 FIN） ​
• 你（客户端）​：“好，那我也挂了”（发送 ACK）

客户端最后一次发送 ACK 后，会进入 ​TIME_WAIT 状态，等待 ​2MSL（最长报文段生存时间），这是为了确保服务器能收到 ACK，防止旧数据干扰新连接。但TIME_WAIT 状态也有弊端，如果频繁短连接，大量客户端处于 TIME_WAIT 状态，会占用端口资源，此时，需要调整系统参数（如 net.ipv4.tcp_fin_timeout）或使用长连接

2.3 案例

案例 1：短连接（HTTP 请求）​，每次请求都要重复握手，适合小数据量场景

1）浏览器访问 http://example.com → 发起 TCP 三次握手。
2）服务器返回 HTML → 完成四次挥手，连接关闭。
3）浏览器加载图片 → 重新发起三次握手，重复上述过程。

​案例 2：长连接（WebSocket）​，减少了握手开销，适合高频交互场景

1）浏览器与服务器建立 TCP 三次握手 → 连接保持。
2）双方实时发送消息（如聊天、股票数据）。
3）任意一方主动发送 FIN 断开连接 → 完成四次挥手。

2.4 长连接和短连接

总结下，短连接就是：

客户端 -> 三次握手 -> 发送数据 -> 四次挥手 -> 断开连接
→ 完成一次请求后立即断开，下次请求再重新建立连接

长连接就是：

三次握手 -> 发送数据 -> （保持连接）-> 发送更多数据 -> ... -> 四次挥手 -> 断开连接

连接建立后，可以多次传输数据，但长连接会一直占用资源，服务器需要维护连接列表，长时间闲置可能被防火墙或 NAT 设备中断

// 详解TCP为什么要三次握手
https://www.cnblogs.com/kukuxjx/p/17507664.html

// wireshark抓包的角度看三次握手
https://cloud.tencent.com/developer/article/2371851

3、其余类型的连接

总结：

• 需要可靠传输 → 选 TCP 或 HTTP/HTTPS
• ​追求低延迟和速度 → 选 UDP 或 QUIC
• ​实时双向通信 → 选 WebSocket
• ​物联网设备通信 → 选 MQTT 或 CoAP