网络编程难点解析（二）—— TCP之心跳包实现思路

心跳包机制       心跳包之所以叫心跳包是因为：它像心跳一样每隔固定时间发一次，以此来告诉服务器，这个客户端还活着。事实上这是为了保持长连接，至于这个包的内容，是没有什么特别规定的，不过一般都是很小的包，或者只包含包头的一个空包。也有的心跳包中会携带一些需要定期更新的信息。
       在TCP的机制里面，本身是存在有心跳包的机制的，也就是TCP的选项：SO_KEEPALIVE。系统默认是设置的2小时的心跳频率。但是它检查不到机器断电、网线拔出、防火墙这些断线。而且逻辑层处理断线可能也不是那么好处理，而且这个时间间隔默认太长。另外，SO_KEEPALIVE一旦设置会对系统所有的socket产生影响，可能会浪费大量流量。
     心跳包一般来说都是在逻辑层发送空的echo包来实现的。下一个定时器，在一定时间间隔下发送一个空包给客户端，然后客户端反馈一个同样的空包回来，服务器如果在一定时间内收不到客户端发送过来的反馈包，那就只有认定说掉线了。
      其实，要判定掉线，只需要send或者recv一下，如果结果为零，则为掉线。但是，在长连接下，有可能很长一段时间都没有数据往来。理论上说，这个连接是一直保持连接的，但是实际情况中，如果中间节点出现什么故障是难以知道的。更要命的是，有的节点（防火墙）会自动把一定时间之内没有数据交互的连接给断掉。在这个时候，就需要我们的心跳包了，用于维持长连接，保活。
       在获知了断线之后，服务器逻辑可能需要做一些事情，比如断线后的数据清理呀，重新连接呀……当然，这个自然是要由逻辑层根据需求去做了。    总的来说，心跳包主要也就是用于长连接的保活和断线处理。一般的应用下，判定时间在30-40秒比较不错。如果实在要求高，那就在6-9秒。说起网络应用编程，想到最多的就是聊天类的软件。当然，在这类软件中，一般都会有一个用户掉线检测功能。今天我们就通过使用自定义的HeartBeat方式来检测用户的掉线情况。心跳包实现思路我们采用的思路是：客户端连接上服务端以后，服务端维护一个在线用户字典，客户端每隔一段时间，向服务器发送一个心跳包，服务器接收到包以后，字典数据的值都会更新为0；一旦服务端超过规定时间没有接收到客户端发来的包，字典数据将会递增加一，当字典数据的值累计大于等于三，则视为掉线。



文章来源：http://blog.csdn.net/cjp2014/article/details/48139433，部分文字有修改。