nginx keepalive如何使用

預設http1.1協定的請求頭是預設開啟keepalive，如圖：

那什麼是keepalive？作用是什麼？

keepalive是在tcp中一個可以偵測死連結的機制，作用是維持socket長連結不被斷開，屬於tcp層的功能，並不屬於應用層。

tcp層怎麼做到保持長連結的呢？

先看keepalive的用法：有三個參數，開放給應用層使用

sk->keepalive_probes：探测次数，重试次数
sk->keepalive_time 探测的心跳间隔，tcp链接在多少秒之后没有数据报文传输启动探测报文
sk->keepalive_intvl 探测间隔，未收到回复时，重试的时间间隔

預設設定查看：

[***@*** ~]$ cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time
7200
[***@*** ~]$ cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl
75
[***@*** ~]$ cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes
9

使用方法：

int keepalive = 1; // 开启keepalive属性
int keepidle = 60; // 如该连接在60秒内没有任何数据往来,则进行探测
int keepinterval = 5; // 探测时发包的时间间隔为5 秒
int keepcount = 3; // 探测尝试的次数。如果第1次探测包就收到响应了,则后2次的不再发。并且清零该计数
setsockopt(rs, sol_socket, so_keepalive, (void *)&keepalive , sizeof(keepalive ));
setsockopt(rs, sol_tcp, tcp_keepidle, (void*)&keepidle , sizeof(keepidle ));
setsockopt(rs, sol_tcp, tcp_keepintvl, (void *)&keepinterval , sizeof(keepinterval ));
setsockopt(rs, sol_tcp, tcp_keepcnt, (void *)&keepcount , sizeof(keepcount ));

應用層這麼設定後，會把預設配置覆蓋，走手動設定的配置。

對於一個已經建立的tcp連線。如果在keepalive_time時間內雙方沒有任何的資料包傳輸，則開啟keepalive功能的一端將發送 keepalive資料心跳包，若沒有收到應答，則每隔keepalive_intvl時間再發送該資料包，發送keepalive_probes次。一直沒有 收到應答，則發送rst包關閉連線。若收到應答，則將計時器清除。

抓包驗證tcp心跳包內容

#依照抓包繼續分析keepalive發送及回覆的心跳包內容：

tcp頭部結構體原始碼為：

typedef struct _tcp_header
{
 short m_ssourport;    　　　　　　// 源端口号16bit
 short m_sdestport;    　　　　　　 // 目的端口号16bit
 unsigned int m_uisequnum;    　　// req字段 序列号32bit
 unsigned int m_uiacknowledgenum; //ack字段 确认号32bit
 short m_sheaderlenandflag;   　　// 前4位：tcp头长度；中6位：保留；后6位：标志位
 short m_swindowsize;    　　　　　//win字段 窗口大小16bit
 short m_schecksum;    　　　　　 // 检验和16bit
 short m_surgentpointer;   　　　　 // 紧急数据偏移量16bit
}__attribute__((packed))tcp_header, *ptcp_header;

看發送的心跳包內容：

0000 d4 6d 50 f5 02 7f f4 5c  89 cb 35 29 08 00    //mac头 14字节：
                         45 00 // ip头 20字节 ：
0010 00 28 10 f4 00 00 40 06  5b dd ac 19 42 76 0a b3
0020 14 bd
      e4 4a 1f 7c 32 7e  7a cb 4c bc 55 08 50 10  // tcp头 20字节 
0030 10 00 3f 00 00 00
//分析tcp头部内容
e4 4a //源端口号16bit 10进制为：58442 
1f 7c //目的端口号16bit 10进制为 : 8060 
32 7e 7a cb // req字段 序列号32bit 10进制为 : 
4c bc 55 08 // ack字段 确认号32bit 
5 // 前4位：tcp头长度 5*4 =20 字节 没问题 
0 10 /// 中6位：保留；后6位：标志位 10 代表倒数第5位为1， 标识改tcp包为 ack 确认包 
0030 10 00 3f 00 00 00

繼續看回覆的心跳包內容：

0000 f4 5c 89 cb 35 29 d4 6d 50 f5 02 7f 08 00 45 00 
0010 00 34 47 28 40 00 36 06 ef 9c 0a b3 14 bd ac 19 
0020 42 76 // 前面数据不解读 
1f 7c
e4 4a
4c bc 55 08
32 7e 7a cc
8// tcp头长度为8 * 4 = 32 除了头部 还有 选项数据 12字节 
0 10  // 中6位：保留；后6位：标志位 10 代表倒数第5位为1， 标识该tcp包为 ack 确认包 
0030 01 3f //win字段 窗口大小16bit
4e 0d // 检验和16bit
00 00 // 紧急数据偏移量16bit
01 01 08 0a 00 59 be 1c 39 13 
0040 cf 12 // 选项数据 12字节

由上可以看出，tcp維持長連線的心跳包是由瀏覽器向伺服器先出發送一個ack包，然後伺服器再回覆一個ack包，且帶了選項資料

##nginx會怎麼處理keepalive請求，都會做哪些事？

首先做的是版本判断 ：http协议版本低于1.1时，该链接的keepalive置为0
if (r->http_version < ngx_http_version_11) {
  r->keepalive = 0;
} 
ngx_http_process_connection 函数中 ngx_http_request_t 中带有keep-alive则把改链接标识起来 
if (ngx_strcasestrn(h->value.data, "keep-alive", 10 - 1)) {
  r->headers_in.connection_type = ngx_http_connection_keep_alive;
}
ngx_http_handler函数中对r->headers_in.connection_type 判断，给r->keepalive赋值为1
  switch (r->headers_in.connection_type) {
  case ngx_http_connection_keep_alive:
    r->keepalive = 1;
    break;
  }
ngx_configure_listening_sockets函数中，当keepalive为1时，对该连接开启keepalive，之后tcp底层就会对该连接fd做检测死连接的机制，保持长连接，不断开。
if (ls[i].keepalive) {
  value = (ls[i].keepalive == 1) ? 1 : 0;

  if (setsockopt(ls[i].fd, sol_socket, so_keepalive,//开启keepalive功能
          (const void *) &value, sizeof(int))
    == -1)
  
}

nginx什麼時候長連線會斷開呢？

在nginx透過setsockopt(ls[i].fd, sol_socket, so_keepalive,(const void *) &value, sizeof(int))開啟keepalive後，會始終和客戶端保持長連接，如此會出現一個很嚴峻的問題，每個woker的能保持的連線數是有限的（ep = epoll_create(cycle->connection_n / 2); cycle->connection_n / 2 為epoll能管理的fd上限） ，如此一來，連線數很快就被耗盡，這時候nginx該怎麼處理？

為了找到這個答案，我們來看nginx關於keeoalive的兩個設定參數

keepalive_timeout

keepalive_timeout timeout [header_timeout];

第一個參數：設定keep-alive客戶端連線在伺服器端保持開啟的逾時值（預設75s）；值為0會停用keep-alive客戶端連線；

第二個參數：可選、在回應的header域中設定一個值「keep-alive : timeout=time」；通常可以不用設定；

註：keepalive_timeout預設75s

keepalive_requests

keepalive_requests指令用來設定一個keep-alive連接上可以服務的請求的最大數量，當最大請求數量達到時，連線被關閉，值為0會也停用keep-alive客戶端連線；。預設是100。

答案顯而易見，透過keepalive_timeout keepalive_requests 來管理長連接，

##當一個tcp連接存活時間超過keepalive_timeout 時則會被close掉，nginx的具體實現，是透過定時器來做的
當一個tcp連接最大情書數超過keepalive_requests 時則也會被close掉

• ##透過這兩個機制來保證每個worker的連線數不會超過epoll所能管理的數目。

以上是nginx keepalive如何使用的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！