一、长连接基本概念

长连接（也称为持久连接）是指在一个TCP连接上可以连续发送多个HTTP请求/响应，而不是每次通信都建立新的连接。这是HTTP/1.1的默认行为，通过Connection: keep-alive头部实现。

二、工作原理

1. 传统短连接流程

客户端 -> 建立TCP连接 -> 发送HTTP请求 -> 接收响应 -> 关闭连接
（每次请求重复此过程）

2. 长连接工作流程

客户端 -> 建立TCP连接 -> 发送请求1 -> 接收响应1 ->发送请求2 -> 接收响应2 ->...超时或主动关闭 -> 断开连接

3. 关键技术点

• 保持TCP连接开放：完成首次请求后不立即关闭

• 复用通道：同一连接传输多个请求/响应

• 超时管理：无活动时自动断开（通常服务器设置）

三、实现原理

1. HTTP头部控制

Connection: keep-alive  # 要求保持连接
Keep-Alive: timeout=60 # 保持60秒

2. 服务端实现机制

• 维护连接池管理活跃连接

• 定时器检测空闲连接

• 支持管道化(pipelining)时可并行处理请求

3. 客户端实现机制

• 复用已有连接而非创建新连接

• 根据服务器Keep-Alive设置管理连接生命周期

• 实现连接池优化资源使用

四、与短连接对比

五、现代演进

1. HTTP/2多路复用：在单个连接上并行交错多个请求/响应

2. WebSocket：全双工持久连接，适用于实时应用

3. QUIC协议：基于UDP的改进型长连接，解决TCP队头阻塞

长连接通过减少TCP握手次数显著提升了网络效率，是现代网络应用的基础技术之一。