配置TOMCAT及httpClient的keepalive以高效利用长连接

总所周知http1.1(http1.0不是标准，依服务器而定)是支持长连接的，长连接能够保证服务器和客户端的socket能够高效利用，减少握手等额外的开销。httpClient在正常情况下会带上Connection: keep-alive表示我是支持长连接的，当完成一个请求后，视情况决定是否关闭连接。

正常情况下，服务器在返回内容的头中会带上如下信息：

但是如果服务器端连接次数计数达到指定值时，则会在返回内容中添加Connection: close信息，表示该连接将被关闭。

这个时候该connection就失效了，客户端如果下次请求服务器的话，需要重新创建一个新的连接。但是有个问题，是否连接保持是由服务器端决定的，一旦连接超时导致connection close，服务器是不会专门通知客户端的，所以我们不能依赖Connection: close信息来决定是否关闭socket。我们先来看看tomcat对长连接的配置。下面是一个典型的配置长连接的方式：

其中:

keepAliveTimeout：表示在下次请求过来之前，tomcat保持该连接多久。这就是说假如客户端不断有请求过来，且为超过过期时间，则该连接将一直保持。

maxKeepAliveRequests：表示该连接最大支持的请求数。超过该请求数的连接也将被关闭（此时就会返回一个Connection: close头给客户端）。

由于keeplive的不确定性，这对客户端高效的实现http请求带来了一定挑战。在httpClient中对连接的复用采用了多种机制同时保证，但是这需要和服务器端一起配合。如果服务器端和客户端在keepAlive相关的配置不匹配的话，轻则效率低下，重则伤筋动骨，具体有哪些需要注意的地方？下面一一道来。

http连接池

httpClient提供了连接池实现连接的复用，这是实现高效请求的基础，下面是给httpClient设置连接池的方法：

PoolingHttpClientConnectionManager cm = new PoolingHttpClientConnectionManager();
//连接池最大生成连接数200
cm.setMaxTotal(200);
// 默认设置route最大连接数为20
cm.setDefaultMaxPerRoute(20);
// 指定专门的route，设置最大连接数为80
HttpHost localhost = new HttpHost("locahost", 80);
cm.setMaxPerRoute(new HttpRoute(localhost), 50);
// 创建httpClient
CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.custom()
        .setConnectionManager(cm)
        .build();

有几个需要注意的地方：

1.如果你的客户端连接的目标服务器只有一个，那么大可设置最大route连接数和最大连接池连接数相同，以便高效利用连接池中创建的连接。

2.创建的httpClient对象是线程安全的，如果连接的目标服务器只有一个的话，创建一个全局对象即可。一个对象好比开了一个浏览器，多个线程无需每次请求时专门开一个浏览器，统一一个即可。

3.如果httpClient对象不再使用，记得关闭，释放与服务器保持连接的socket，以便服务器更高效的释放资源。

连接清理线程

虽然连接池有了，但是由于http连接的特殊性（只有在通讯正在进行（block）时才能够对IO事件做出反应）。一旦连接被放回连接池后，我们无从知道该连接是否还是keepalive的，且此时也无法监控当前socket的状态（即服务器主动关闭了连接，但客户端没有通讯时是不知道当前连接的状态是怎样的）。怎么办呢？httpClient采用了一个折中的方案来检查连接的“状态”，就是由客户端自己通过配置去主动关闭其认为是失效的连接。具体方法如下：

public static class IdleConnectionMonitorThread extends Thread {
   
    private final HttpClientConnectionManager connMgr;
    private volatile boolean shutdown;
   
    public IdleConnectionMonitorThread(HttpClientConnectionManager connMgr) {
        super();
        this.connMgr = connMgr;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            while (!shutdown) {
                synchronized (this) {
                    wait(5000);
                    // Close expired connections
                    connMgr.closeExpiredConnections();
                    // Optionally, close connections
                    // that have been idle longer than 30 sec
                    connMgr.closeIdleConnections(30, TimeUnit.SECONDS);
                }
            }
        } catch (InterruptedException ex) {
            // terminate
        }
    }
   
    public void shutdown() {
        shutdown = true;
        synchronized (this) {
            notifyAll();
        }
    }
   
}

我们新建了一个Thread,该Thread每隔5s进行一次清理，把认为是expired或空闲超过30s的连接给关闭掉。这里关闭空闲的连接好理解。问题是关闭expired的连接，什么样的连接才算是expired呢？刚才说过客户端是无法检测到对应的连接是否是alive的，故通过一个配置告诉 httpClient每个连接大概什么时候会断掉，httpClient会认为过了该时间的连接就是expired的连接。默认情况下，httpClient认为只要连接上服务器的socket将永远不会断掉。显然这种假设过于乐观。

keepalive策略

为了使connMgr.closeExpiredConnections();起到作用，我们需要指定连接keep alive策略，来告诉httpClient，哪些连接大概什么时候会过期，你可以关闭他们。下面是一个设置keep alive 策略的例子：

ConnectionKeepAliveStrategy myStrategy = new ConnectionKeepAliveStrategy() {
    public long getKeepAliveDuration(HttpResponse response, HttpContext context) {
        // Honor 'keep-alive' header
        HeaderElementIterator it = new BasicHeaderElementIterator(
                response.headerIterator(HTTP.CONN_KEEP_ALIVE));
        while (it.hasNext()) {
            HeaderElement he = it.nextElement();
            String param = he.getName();
            String value = he.getValue();
            if (value != null && param.equalsIgnoreCase("timeout")) {
                try {
                    return Long.parseLong(value) * 1000;
                } catch(NumberFormatException ignore) {
                }
            }
        }
        HttpHost target = (HttpHost) context.getAttribute(
                HttpClientContext.HTTP_TARGET_HOST);
        if ("www.naughty-server.com".equalsIgnoreCase(target.getHostName())) {
            // Keep alive for 5 seconds only
            return 5 * 1000;
        } else {
            // otherwise keep alive for 30 seconds
            return 30 * 1000;
        }
    }
};
CloseableHttpClient client = HttpClients.custom()
        .setKeepAliveStrategy(myStrategy)
        .build();

这个例子指明在访问www.naughty-server.com和其他未知服务器时的keeplive为一个固定值，如果服务器返回keeplive过期时间，则通过服务器告诉客户端该连接大概什么时候过期（注意这不是一个标准的http协议，不是所有服务器都支持）。

总结

如果httpClient是访问单一的地址（如rpc请求），通过与服务器配置配合能够更高效的利用客户端的连接池，例如以tomcat为例，设置 maxKeepAliveRequests为-1则可以使该连接可以请求无限次数，而设置keepAliveTimeout为一个较大的时间则可以让客户端更有效的利用连接池中的连接。凡事都有前提，如果目标tomcat即用于rpc调用，又用于服务正常连接请求的话，则上面优化反而会大量消耗服务器资源。这时可以讲这两类服务拆分成两个tomcat进行分别处理。另外，如果在服务器前面配有代理的话（apache,nginx），则还需视情况设置代理的keepAlive策略以提高利用率。

配置TOMCAT及httpClient的keepalive以高效利用长连接

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