TCP Keepalive的作用
链接建立之后，如果应用程序或者上层协议一直不发送数据，或者隔很长时间才发送一次数据，当链接很久没有数据报文传输时如何去确定对方还在线，到底是掉线了还是确实没有数据传输，链接还需不需要保持，这种情况在TCP协议设计中是需要考虑到的。
TCP协议通过一种巧妙的方式去解决这个问题，当超过一段时间之后，TCP自动发送一个数据为空的报文给对方，如果对方回应了这个报文，说明对方还在线，链接可以继续保持，如果对方没有报文返回，并且重试了多次之后则认为链接丢失，没有必要保持链接。
TCP Keepalive的具体处理
对于面向连接的TCP socket,在实际应用中通常都要检测对端是否处于连接中,连接端口分两种情况:
1、连接正常关闭,调用close() shutdown()连接优雅关闭,send与recv立马返回错误,select返回SOCK_ERR;
2、连接的对端异常关闭,比如网络断掉,突然断电.
对于第二种情况,判断连接是否断开的方法有一下几种:
1、自己编写心跳包程序,简单的说就是自己的程序加入一条线程,定时向对端发送数据包,查看是否有ACK,根据ACK的返回情况来管理连接。此方法比较通用,一般使用业务层心跳处理,灵活可控,但改变了现有的协议;
2、使用TCP的keepalive机制,UNIX网络编程不推荐使用SO_KEEPALIVE来做心跳检测(为什么??)。
keepalive原理:TCP内嵌有心跳包,以服务端为例,当server检测到超过一定时间(/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time 7200 即2小时)没有数据传输,那么会向client端发送一个keepalive packet,此时client端有三种反应:
1、client端连接正常,返回一个ACK.server端收到ACK后重置计时器,在2小时后在发送探测.如果2小时内连接上有数据传输,那么在该时间的基础上向后推延2小时发送探测包;
2、客户端异常关闭,或网络断开。client无响应,server收不到ACK,在一定时间(/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl 75 即75秒)后重发keepalive packet, 并且重发一定次数(/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes 9 即9次);
3、客户端曾经崩溃,但已经重启.server收到的探测响应是一个复位,server端终止连接。
注意和 HTTP的Keep-Alive区别
http keep-alive与tcp keep-alive，不是同一回事，意图不一样。http keep-alive是为了让tcp活得更久一点，以便在同一个连接上传送多个http，提高socket的效率。
http-keepalive的具体作用查看这里 HTTP Keep-Alive是什么？如何工作？
TCP的keepalive机制意图在于保活、心跳，检测连接错误。