在高并发的项目中经常遇到服务请求无法访问的情况。本文从tomcat源码对keep-alive的实现进行探讨这个问题。
基础知识
http请求的keep-alive
http1.1开始支持长连接。请求的头部会带上
Connection: Keep-Alive
长连接的作用是减少断开连接和重新连接的开销，提高网络请求效率。http只是1个协议规范，具体的实现请见下文。
java的tcp网络通信是通过socket进行。下面是示例代码。
erverSocket serverSocket = new ServerSocket(8080, 1, InetAddress.getByName(“localhost”));
Socket socket = null;
InputStream is = null;
OutputStream os = null;
try {
socket = serverSocket.accept();//1.监听到客户端的连接
is = socket.getInputStream();
os = socket.getOutputStream();
Request request = Util.getRequest(is);//2.从输入流中读取数据，并根据Http协议转换成请求
Response response = Util.service(request);//服务器内部根据请求信息给出响应信息
os.writeResponse(response);//3.将响应信息写到输出流
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {//4.关闭输入输出流及连接
if (is != null) {
is.close();
}
if (os != null) {
os.close();
}
socket.close();
}
所以可以发现tcp连接由操作系统底层实现，但http由的实现是由java程序实现。我们浏览器发送的请求为http，java的后端服务是典型的有tomcat。name我们可以看一下tomcat是如何实现http的
按图索骥研究tomcat
linux下tomcat的启动我们只要运行startup.sh
我们研究下这个文件，其中的内容如下，运行startup.sh的实际结果是运行catalina.sh还带了参数start
#略
EXECUTABLE=catalina.sh
#略
exec "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" start "$@"
接着我们看下catalina.sh，可以看到我们运行的java的入口类是org.apache.catalina.startup.Bootstrap，接着我们找Bootstrap源码的main函数,main函数启动项目，开启端口，处于等待状态。main还解析了tomcat的server.xml文件，进行初始化。tomcat的处理http协议的类是Http11Processor。这个类有个service方法。
方法中有个while循环，还有个keepAlive参数。其中有一段对keepalive的赋值改变
if (maxKeepAliveRequests == 1) {
keepAlive = false;
} else if (maxKeepAliveRequests > 0 && socketWrapper.decrementKeepAlive() <= 0) {
keepAlive = false;
}
这里的maxKeepAliveRequests 就是server配置文件里的
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443"
maxKeepAliveRequests = 10000 />
这个参数的意思是最多经过多少个请求之后将Connection有keep-alive改为close的。
当keepAlive设为false以后，会退出循环并返回SocketState.CLOSED给调用者。调用者收到这个状态后会关闭socket。结束连接，tcp会进行4次挥手结束会话。
假设keepAlive一开始就未设置，那么就不会进入循环，直接返回调用者SocketState.CLOSED。
如果keepAlive还没到最大值，会一直在while的循环中，持续处理socket中的内容，直到keepAlive失效，或者连接中断。
了解了原理之后，我们来看看我们的问题。keepAlive开启会一直占用一个连接，直到socket关闭。tomcat有最大连接数参数是maxConnections，这个值表示最多可以有多少个socket连接到tomcat上。BIO模式下默认最大连接数是它的最大线程数(缺省是200)，NIO模式下默认是10000，APR模式则是8192(windows上则是低于或等于maxConnections的1024的倍数)。如果设置为-1则表示不限制。当请求过多时，新的请求不会被接受，老的请求受网络io的影响。但老的请求的会话被关闭的可能性还比较小。所以在抢票之类的程序中，先登入服务所在的tomcat还是有优势的。从另一个方面来说关闭keepalive的功能对抢票人来说较公平。
