心跳协议设计

为什么需要应用层心跳？Tcp Keepalive 能不能代替心跳？

• 保活
  一个客户端连接服务器以后，如果长期没有和服务器有数据来往，可能会被防火墙程序关闭连接，有时候我们并不想要被关闭连接。例如，对于一个即时通讯软件，如果服务器没有消息时，我们确实不会和服务器有任何数据交换，但是如果连接被关闭了，有新消息来时，我们再也没法收到了，这就违背了“即时通讯”的设计要求。

• 检测死链
  服务器与某个客户端一般不是位于同一个网络，其之间可能经过数个路由器和交换机，如果其中某个必经路由器或者交换器出现了故障，并且一段时间内没有恢复，导致这之间的链路不再畅通，而此时服务器与客户端之间也没有数据进行交换，由于 TCP 连接是状态机，对于这种情况，无论是客户端或者服务器都无法感知与对方的连接是否正常，这类连接一般称之为“死链”。

• 检测对端应用层状态
  心跳除了说明应用程序还活着以外（进程还在，网络通畅），更重要的是表明应用程序还能正常工作。而Tcp keepAlive由操作系统负责探测，即使进程死锁或阻塞，操作系统也会正常收发Tcp Keepalive。

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UDP需要设计心跳吗？

UDP是无连接的，所以设计心跳没有意义。

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心跳协议设计

其他注意事项

• 要在工作线程发送，不要单独起一个心跳线程
  这是防止工作线程死锁活着阻塞时还在继续发心跳

• 与业务消息用同一个心跳连接，不要单独使用 "心跳连接"
  心跳消息的作用之一就是验证网络畅通，如果它验证的不是收发业务数据的TCP连接畅通，那就没什么意义。

心跳检测与调试

在开发调试程序过程中，我们可能需要将程序通过断点中断下来，这个过程可能是几秒到几十秒不等。等程序恢复执行时，连接可能因为心跳检测逻辑已经被断开。

调试过程中，我们更多的关注的是业务数据处理的逻辑是否正确，不想被一堆无意义的心跳包数据干扰实线。

鉴于以上两点原因，我们一般在调试模式下关闭或者禁用心跳包检测机制。

#ifndef _DEBUG
    EnableHeartCheck();
#endif

心跳检测与日志

实际生产环境，一般会将程序收到的和发出去的数据包写入日志中，但是无业务信息的心跳包信息是个例外，一般会刻意不写入日志，这是因为心跳包数据一般比较多，如果写入日志会导致日志文件变得很大，且充斥大量无意义的心跳包日志，所以一般在写日志时会屏蔽心跳包信息写入。

bool success = WebSocketSession::send(strResponse);
if (success)
{
    bool enablePingPongLog = Singleton<Config>::Instance().m_bPingPongLogEnabled;
    // 其他消息正常打印，心跳消息按需打印
    if (strResponse != "pong" || enablePingPongLog)
    {
        LOGI("...");
    }
}

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参考资料
1、http://101.37.25.166/blog/articles/%E9%AB%98%E6%80%A7%E8%83%BD%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E5%99%A8%E6%A1%86%E6%9E%B6%E8%AE%BE%E8%AE%A1/%E5%BF%83%E8%B7%B3%E5%8C%85%E6%9C%BA%E5%88%B6%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E8%AF%A6%E8%A7%A3.html
2、《Linux 多线程服务器端编程》