TCP協(xié)議中有長連接和短連接之分。短連接在數(shù)據(jù)包發(fā)送完成后就會自己斷開，長連接在發(fā)包完畢后，會在一定的時(shí)間內(nèi)保持連接，即我們通常所說的Keepalive（存活定時(shí)器）功能。
默認(rèn)的Keepalive超時(shí)需要7,200,000 milliseconds，即2小時(shí)，探測次數(shù)為5次。它的功效和用戶自己實(shí)現(xiàn)的心跳機(jī)制是一樣的。開啟Keepalive功能需要消耗額外的寬帶和流量，盡管這微不足道，但在按流量計(jì)費(fèi)的環(huán)境下增加了費(fèi)用，另一方面，Keepalive設(shè)置不合理時(shí)可能會因?yàn)槎虝旱木W(wǎng)絡(luò)波動而斷開健康的TCP連接。

keepalive并不是TCP規(guī)范的一部分。在Host Requirements RFC羅列有不使用它的三個(gè)理由：（1）在短暫的故障期間，它們可能引起一個(gè)良好連接（good connection）被釋放（dropped），（2）它們消費(fèi)了不必要的寬帶，（3）在以數(shù)據(jù)包計(jì)費(fèi)的互聯(lián)網(wǎng)上它們（額外）花費(fèi)金錢。然而，在許多的實(shí)現(xiàn)中提供了存活定時(shí)器。

一些服務(wù)器應(yīng)用程序可能代表客戶端占用資源，它們需要知道客戶端主機(jī)是否崩潰。存活定時(shí)器可以為這些應(yīng)用程序提供探測服務(wù)。Telnet服務(wù)器和Rlogin服務(wù)器的許多版本都默認(rèn)提供存活選項(xiàng)。

個(gè)人計(jì)算機(jī)用戶使用TCP/IP協(xié)議通過Telnet登錄一臺主機(jī)，這是能夠說明需要使用存活定時(shí)器的一個(gè)常用例子。如果某個(gè)用戶在使用結(jié)束時(shí)只是關(guān)掉了電源，而沒有注銷（log off），那么他就留下了一個(gè)半打開（half-open）的連接。如果客戶端消失，留給了服務(wù)器端半打開的連接，并且服務(wù)器又在等待客戶端的數(shù)據(jù)，那么等待將永遠(yuǎn)持續(xù)下去。存活特征的目的就是在服務(wù)器端檢測這種半打開連接。

也可以在客戶端設(shè)置存活器選項(xiàng)，且沒有不允許這樣做的理由，但通常設(shè)置在服務(wù)器。如果連接兩端都需要探測對方是否消失，那么就可以在兩端同時(shí)設(shè)置（比如NFS）。

keepalive工作原理：

若在一個(gè)給定連接上，兩小時(shí)之內(nèi)無任何活動，服務(wù)器便向客戶端發(fā)送一個(gè)探測段。（我們將在下面的例子中看到探測段的樣子。）客戶端主機(jī)必須是下列四種狀態(tài)之一：

1) 客戶端主機(jī)依舊活躍（up）運(yùn)行，并且從服務(wù)器可到達(dá)。從客戶端TCP的正常響應(yīng)，服務(wù)器知道對方仍然活躍。服務(wù)器的TCP為接下來的兩小時(shí)復(fù)位存活定時(shí)器，如果在這兩個(gè)小時(shí)到期之前，連接上發(fā)生應(yīng)用程序的通信，則定時(shí)器重新為往下的兩小時(shí)復(fù)位，并且接著交換數(shù)據(jù)。

2) 客戶端已經(jīng)崩潰，或者已經(jīng)關(guān)閉（down），或者正在重啟過程中。在這兩種情況下，它的TCP都不會響應(yīng)。服務(wù)器沒有收到對其發(fā)出探測的響應(yīng)，并且在75秒之后超時(shí)。服務(wù)器將總共發(fā)送10個(gè)這樣的探測，每個(gè)探測75秒。如果沒有收到一個(gè)響應(yīng)，它就認(rèn)為客戶端主機(jī)已經(jīng)關(guān)閉并終止連接。

3) 客戶端曾經(jīng)崩潰，但已經(jīng)重啟。這種情況下，服務(wù)器將會收到對其存活探測的響應(yīng)，但該響應(yīng)是一個(gè)復(fù)位，從而引起服務(wù)器對連接的終止。

4) 客戶端主機(jī)活躍運(yùn)行，但從服務(wù)器不可到達(dá)。這與狀態(tài)2類似，因?yàn)?span lang=EN-US>TCP無法區(qū)別它們兩個(gè)。它所能表明的僅是未收到對其探測的回復(fù)。

 

服務(wù)器不必?fù)?dān)心客戶端主機(jī)被關(guān)閉然后重啟的情況（這里指的是操作員執(zhí)行的正常關(guān)閉，而不是主機(jī)的崩潰）。當(dāng)系統(tǒng)被操作員關(guān)閉時(shí)，所有的應(yīng)用程序進(jìn)程（也就是客戶端進(jìn)程）都將被終止，客戶端TCP會在連接上發(fā)送一個(gè)FIN。收到這個(gè)FIN后，服務(wù)器TCP向服務(wù)器進(jìn)程報(bào)告一個(gè)文件結(jié)束，以允許服務(wù)器檢測這種狀態(tài)。

在第一種狀態(tài)下，服務(wù)器應(yīng)用程序不知道存活探測是否發(fā)生。凡事都是由TCP層處理的，存活探測對應(yīng)用程序透明，直到后面2，3，4三種狀態(tài)發(fā)生。在這三種狀態(tài)下，通過服務(wù)器的TCP，返回給服務(wù)器應(yīng)用程序錯(cuò)誤信息。（通常服務(wù)器向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出一個(gè)讀請求，等待客戶端的數(shù)據(jù)。如果存活特征返回一個(gè)錯(cuò)誤信息，則將該信息作為讀操作的返回值返回給服務(wù)器。）在狀態(tài)2，錯(cuò)誤信息類似于“連接超時(shí)”。狀態(tài)3則為“連接被對方復(fù)位”。第四種狀態(tài)看起來像連接超時(shí)，或者根據(jù)是否收到與該連接相關(guān)的ICMP錯(cuò)誤信息，而可能返回其它的錯(cuò)誤信息。

linux內(nèi)核包含對keepalive的支持。其中使用了三個(gè)參數(shù)：tcp_keepalive_time（開啟keepalive的閑置時(shí) 長）tcp_keepalive_intvl（keepalive探測包的發(fā)送間隔）和tcp_keepalive_probes （如果對方不予應(yīng)答，探測包的發(fā)送次數(shù)）；在liunx中，keepalive是一個(gè)開關(guān)選項(xiàng)，可以通過函數(shù)來使能。具體地說，可以使用以下代碼：
setsockopt(rs, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void *)&keepAlive, sizeof(keepAlive));

當(dāng)tcp檢測到對端socket不再可用時(shí)(不能發(fā)出探測包,或探測包沒有收到ACK的響應(yīng)包),select會返回socket可讀,并且在recv時(shí)返回-1,同時(shí)置上errno為ETIMEDOUT。此時(shí)TCP的狀態(tài)是斷開的。

keepalive參數(shù)設(shè)置代碼如下：

開啟Keepalive選項(xiàng)之后，對于使用IOCP模型的服務(wù)器端程序來說，一旦檢測到連接斷開，GetQueuedCompletionStatus函數(shù)將立即返回FALSE，使得服務(wù)器端能及時(shí)清除該連接、釋放該連接相關(guān)的資源。對于使用select模型的客戶端來說，連接斷開被探測到時(shí)，以recv目的阻塞在socket上的select方法將立即返回SOCKET_ERROR，從而得知連接已失效，客戶端程序便有機(jī)會及時(shí)執(zhí)行清除工作、提醒用戶或重新連接。

TCP連接非正常斷開的檢測(KeepAlive探測)

此處的”非正常斷開”指TCP連接不是以優(yōu)雅的方式斷開,如網(wǎng)線故障等物理鏈路的原因,還有突然主機(jī)斷電等原因

有兩種方法可以檢測:1.TCP連接雙方定時(shí)發(fā)握手消息 2.利用TCP協(xié)議棧中的KeepAlive探測

第二種方法簡單可靠,只需對TCP連接兩個(gè)Socket設(shè)定KeepAlive探測。


在windows下使用，要包含MSTcpIP.h的頭文件。點(diǎn)擊下面的鏈接即可下載這個(gè)文件
  MSTcpIP

備注：長連接雖好，但是比較好用但是占用系統(tǒng)資源比較大。個(gè)人建議如無特殊需要，用自己的心跳包機(jī)制最好