Nginx特性之Keepalive连接保持

Nginx关于keepalive连接保持的特性，实际上就是在一次TCP连接中，可以持续处理多个客户请求，而不断开连接。通过该机制可以减少TCP连接的建立次数，减少TIME_WAIT的状态连接。从而增加服务的吞吐量和整体服务质量。但是，长时间的TCP连接会导致系统资源被长时间占用，浪费资源，所以在实际使用的时候，还需要为keepalive设置合理的 timeout

timeout的含义

• 1.在keepalive_timeout时间内，若有新的请求进来，使用了该连接，timeout时间将会被刷新，重新计数
• 2.在keepalive_timeout时间内，若一直没有新的请求，一直处理空闲状态，则在超时后，nginx会主动断开该连接。在发送第一个FIN包后，该连接将不能再被使用

Http Keepalive和Tcp Keepalive的差异

Http Keepalive是为了复用TCP连接，让其在空闲状态能够再存在一段时间，服务于后续的用户请求。Tcp Keepalive是操作系统内核检测TCP连接状态的一种保鲜机制，两者是不同的东西。

个人理解：http是请求，tcp是载体，请求装入载体，发送到服务器，服务器内核监听到tcp连接，把其中的请求转发到对应端口直到响应回去。通过复用载体，减少握手次数，来提示性能

查看 linux 系统内核 TCP 的默认参数设置： sysctl -a|grep tcp_keepalive

net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 75
  net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 9
  net.ipv4.tcp_keepalive_time = 7200

当TCP连接处于空闲状态时，当空闲时间超过tcp_keepalive_time后，服务器内核会尝试向client发送侦测包，来判断该链接的状态（可能存在客户端异常崩溃、网络异常等情况）。如果没有收到客户端的ACK确认报文，内核会在tcp_keepalive_intvl时间后再次尝试侦测。如果侦测tcp_keepalive_probes次后，依然没有收到client的响应，则会认为该连接已经不可用，内核选择丢弃该TCP连接。

操作系统默认的tcp_keepalive_time为2小时，一般生产环境会设置为30分钟

keepalive复用tcp连接

复用tcp连接的优点：
1.减少握手次数
2.减少并发连接数，减少了服务器资源的消耗
3.降低TCP拥塞控制的影响

分两步使用keepalive：1.对客户端使用 keepalive，2.对上游服务使用 keepalive

# nginx 使用 keepalive 的配置
http{
  
  upstream zy {
    server 127.0.0.1:8011;
    server 127.0.0.1:8012;
    
    #对上游服务使用keepalive，并缓存32个连接
    keepalive 32;
    #在一个tcp连接上，最多执行多少个http请求，默认值100
    keepalive_requests 100;
    #一个http请求完成后，最多经过timeout时间，如果还没有新的请求就关闭连接，默认值60
    keepalive_timeout 45s;
  }

  server {
    #对客户端keepalive-tcp探活，30分钟后无数据会发送探活包，时间间隔使用系统默认的，发送10次探活包
    listen 80 so_keepalive=30m::10;
    server_name zy.csxiuneng.com;
    location /{
      proxy_pass http://zy;
      #使用keepalive必须使用下面两个指令，因为只有http1.1协议才支持keepalive，http1.0是不支持的
      proxy_http_version 1.1;
      proxy_set_header Connection "";
      proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
      proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
      proxy_set_header Host $host;
      #client_max_body_size 10m;
      #client_body_buffer_size 256k;
      #proxy_connect_timeout 90;
      #proxy_send_timeout 90;
      #proxy_buffer_size 4k;
      #proxy_buffers 4 32k;
      #proxy_busy_buffers_size 64k;
      #proxy_temp_file_write_size 64k;
    }
  }
}

测试

使用 jmeter 并发测试，可以看到开启keepalive后的请求所用时间小于未开启状态的，从而增加服务的吞吐量和整体服务质量