TCP 連接探測：Keepalive 與心跳包對比

問題背景

TCP 連接空閒時，一方異常斷電、斷網、路由故障，另一方無法感知，除非發送數據才收到錯誤。需及時檢測失效連接並優雅清理。

兩種方案

1. TCP Keepalive (內核層)

• 默認關閉，需手動開啟 SO_KEEPALIVE。
• 默認參數：空閒 2 小時 (7200s)、探測間隔 75s、重試 9 次 —— 過長不實用。
• 可通過 setsockopt + SIO_KEEPALIVE_VALS (Windows) 或 TCP_KEEPIDLE/INTVL/COUNT (Linux) 自定義參數。

// Windows 設置示例
BOOL bKeepAlive = TRUE;
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (char*)&bKeepAlive, sizeof(bKeepAlive));

tcp_keepalive alive_in = {0};
alive_in.keepalivetime = 5000;      // 5 秒後首次探測
alive_in.keepaliveinterval = 1000;  // 間隔 1 秒
alive_in.onoff = TRUE;
WSAIoctl(sock, SIO_KEEPALIVE_VALS, &alive_in, sizeof(alive_in), &alive_out, sizeof(alive_out), &ulBytesReturn, NULL, NULL);

2. 應用層心跳包

• 自定義協議：定期發送小數據包 (如 "PING")，對端回 "PONG"。
• 超過閾值未收到回應視為斷開。
• 優點：參數完全可控、可攜帶業務狀態、穿透 NAT/防火牆更可靠。
• 缺點：需雙方協議支持、佔用應用邏輯帶寬。

選型建議

Keepalive 由內核處理，對 IOCP/Select 模型均能觸發可讀/錯誤事件，應用層無感知；心跳包靈活但開發成本高。