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很多应用层协(xie)议都有HeartBeat机(ji)制，通常是客户端每隔一小段时间向服(fu)务器(qi)发送一个数据包，通知服(fu)务器(qi)自(zi)己(ji)仍(reng)然在线，并(bing)传输一些(xie)可(ke)能必要的(de)数据。使用心跳包的(de)典型协(xie)议是IM，比如QQ/MSN/飞信等(deng)协(xie)议。

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。

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。一般，如果只是用于保活还是可以的。

心(xin)跳(tiao)包一(yi)般来(lai)说都是在(zai)逻辑层发送(song)空(kong)的(de)(de)echo包来(lai)实现的(de)(de)。下一(yi)个定(ding)时器(qi)，在(zai)一(yi)定(ding)时间间隔(ge)下发送(song)一(yi)个空(kong)包给客户(hu)(hu)端(duan)，然(ran)后(hou)客户(hu)(hu)端(duan)反馈(kui)一(yi)个同(tong)样的(de)(de)空(kong)包回(hui)来(lai)，服务器(qi)如果(guo)在(zai)一(yi)定(ding)时间内收不到客户(hu)(hu)端(duan)发送(song)过来(lai)的(de)(de)反馈(kui)包，那(nei)就只(zhi)有认(ren)定(ding)说掉线了。

其实，要判定(ding)掉线(xian)，只需(xu)要send或者recv一(yi)(yi)下(xia)，如果结果为零，则(ze)为掉线(xian)。但(dan)是(shi)(shi)，在长连(lian)(lian)接下(xia)，有(you)可能(neng)很(hen)长一(yi)(yi)段时间(jian)都(dou)没有(you)数据(ju)(ju)往来。理论上说，这(zhei)个(ge)连(lian)(lian)接是(shi)(shi)一(yi)(yi)直(zhi)保持连(lian)(lian)接的(de)，但(dan)是(shi)(shi)实际情况中，如果中间(jian)节点出(chu)现什么故障是(shi)(shi)难以知(zhi)道的(de)。更要命的(de)是(shi)(shi)，有(you)的(de)节点（防火墙）会自动把一(yi)(yi)定(ding)时间(jian)之内没有(you)数据(ju)(ju)交(jiao)互的(de)连(lian)(lian)接给(ji)断掉。在这(zhei)个(ge)时候，就需(xu)要我们的(de)心跳(tiao)包了，用于(yu)维持长连(lian)(lian)接，保活(huo)。

在获(huo)知了(le)断(duan)线之后，服务器逻辑可能需(xu)要做(zuo)一些事情，比(bi)如断(duan)线后的(de)数据清理呀，重新连接呀……当然，这个自然是(shi)要由逻辑层根据需(xu)求去做(zuo)了(le)。

总的来说(shuo)，心跳包主要(yao)(yao)也(ye)就是用于长连(lian)接(jie)的保(bao)活和断线(xian)处理。一般(ban)的应用下，判定时(shi)间在30-40秒比较不错。如(ru)果实在要(yao)(yao)求(qiu)高，那就在6-9秒。

心跳包的发送，通常有两种技术

方法1：应用层自己实现的心跳包 

     由应用程序(xu)自己发送心跳包来检测连接是(shi)否正常，大致的方法是(shi)：服务(wu)(wu)器在一(yi)个(ge) Timer事件中定时(shi) 向客(ke)(ke)(ke)户(hu)(hu)端(duan)发送一(yi)个(ge)短小精悍的数据包，然(ran)后(hou)启动一(yi)个(ge)低级别(bie)的线(xian)程，在该线(xian)程中不(bu)断检测客(ke)(ke)(ke)户(hu)(hu)端(duan)的回应， 如果(guo)在一(yi)定时(shi)间内没有收(shou)到客(ke)(ke)(ke)户(hu)(hu)端(duan)的回应，即认(ren)为客(ke)(ke)(ke)户(hu)(hu)端(duan)已(yi)经掉线(xian)；同样，如果(guo)客(ke)(ke)(ke)户(hu)(hu)端(duan)在一(yi)定时(shi)间内没 有收(shou)到服务(wu)(wu)器的心跳包，则认(ren)为连接不(bu)可用。

    方法2：TCP的KeepAlive保活机制

    因为(wei)要考虑到(dao)(dao)一个服(fu)务器(qi)通常会(hui)连接多(duo)(duo)个客(ke)户端(duan)(duan)，因此由用(yong)(yong)(yong)户在(zai)应用(yong)(yong)(yong)层(ceng)自(zi)己实现心(xin)跳(tiao)包(bao)，代(dai)码(ma)较多(duo)(duo) 且(qie)稍显复(fu)杂，而利用(yong)(yong)(yong)TCP／IP协议层(ceng)为(wei)内(nei)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)KeepAlive功能(neng)来(lai)实现心(xin)跳(tiao)功能(neng)则简单得多(duo)(duo)。 不(bu)论(lun)是服(fu)务端(duan)(duan)还是客(ke)户端(duan)(duan)，一方(fang)(fang)开(kai)启(qi)(qi)KeepAlive功能(neng)后，就会(hui)自(zi)动(dong)(dong)在(zai)规(gui)定时间内(nei)向对方(fang)(fang)发送(song)心(xin)跳(tiao)包(bao)， 而另(ling)一方(fang)(fang)在(zai)收到(dao)(dao)心(xin)跳(tiao)包(bao)后就会(hui)自(zi)动(dong)(dong)回(hui)复(fu)，以告(gao)诉对方(fang)(fang)我(wo)仍然在(zai)线。 因为(wei)开(kai)启(qi)(qi)KeepAlive功能(neng)需要消耗额外的(de)(de)(de)(de)宽(kuan)带(dai)和(he)流量(liang)，所以TCP协议层(ceng)默认并不(bu)开(kai)启(qi)(qi)KeepAlive功 能(neng)，尽管这(zhei)微不(bu)足道(dao)，但在(zai)按流量(liang)计费的(de)(de)(de)(de)环境(jing)下增加了费用(yong)(yong)(yong)，另(ling)一方(fang)(fang)面，KeepAlive设置(zhi)不(bu)合理时可能(neng)会(hui) 因为(wei)短暂(zan)的(de)(de)(de)(de)网络(luo)波(bo)动(dong)(dong)而断开(kai)健康(kang)的(de)(de)(de)(de)TCP连接。并且(qie)，默认的(de)(de)(de)(de)KeepAlive超时需要7,200，000 MilliSeconds， 即2小(xiao)时，探测次数为(wei)5次。对于很多(duo)(duo)服(fu)务端(duan)(duan)应用(yong)(yong)(yong)程(cheng)序来(lai)说，2小(xiao)时的(de)(de)(de)(de)空(kong)闲时间太(tai)长。

因(yin)此，我们需要手工(gong)开启KeepAlive功能并(bing)设置合理的KeepAlive参数(shu)。 心跳检测步骤：

   1客(ke)户(hu)端(duan)每隔一个时间间隔发(fa)生一个探测(ce)包给服务器
   2客户端发包时(shi)(shi)启动一个(ge)超时(shi)(shi)定时(shi)(shi)器
   3服(fu)务器端接收到检测包，应(ying)该回应(ying)一个包
   4如果客户机收(shou)到服(fu)(fu)务器的应答包(bao)，则说明服(fu)(fu)务器正常(chang)，删除(chu)超时(shi)定时(shi)器
   5如果(guo)客户端的超时(shi)定时(shi)器超时(shi)，依然没有收(shou)到应(ying)答包，则(ze)说明(ming)服务器挂了