一、nginx使用场景

大型应用架构中，一般会使用nginx反向代理，分为三层：

1.调用层，浏览器或APP；

2.中间层，反向代理nginx；

3.服务层，server一般是apche、tomcat

请求调用过程：

1.浏览器/app发起请求

2.DNS解析网址为ip地址

3.通过外网ip访问nginx

4.nginx发送请求给内网ip的server

上面架构，要想支持全链路的长连接，需要做到两点：

1.从client到nginx的连接是长连接；

2.从nginx到server的连接是长连接；

二、长连接设置

1.client到nginx的长连接：

由于目前浏览器默认使用HTTP/1.1，请求header中默认设置Connection：keep-alive，所以只需在nginx配置中做如下配置：

#语法

第一个参数（timeout）：设置keep_alive客户端（浏览器）连接在服务端（nginx端）保持开启的超时值（默认75s）；值为0会禁用keep_alive客户端连接；

第二个参数（header_timeout）：可选，在响应的header中设置值“Keep-Alive:timeout=time”;通常可以不用设置；

keepalive_requests这个配置项用于设置一个keep-alive连接上可以服务的请求最大数量，当达到配置的最大请求数时，连接会被关闭，默认值为100.具体过程时指一个keep-alive连接建立之后，nginx会为这个连接设置一个计数器，记录这个长连接上已经接收并处理的客户端请求的数量，一旦达到设置的最大值时，nginx会强行关闭这个长连接，此时如果客户端有新请求，就需要重新建立新的长连接。

注：在QPS较高的场景下，服务端需要将keepalive_requests设置大一些，默认数值就不够了，否则服务端可能会出现大量的TIME_WAIT状态的TCP连接数异常！另外nginx(version 1.15.3)在Upstream内增加了keepalive_requests配置项，默认值也是100，也是需要手动设置，而且这两个数量可以不一致，一般服务端要设置的大些，因为多数情况是一个nginx代理对应多个服务端。

2.nginx和server的长连接

默认情况下，nginx访问后端都是用的短连接（HTTP/1.0）一个请求来了，nginx会新开一个端口和后端建立连接，后端执行完毕后主动关闭该tcp连接。为了让nginx和后端server（nginx称之为upstream）之间保持长连接，典型设置如下：

nginx 与被代理服务器间建立的长连接是通过启用 HTTP/1.1 版本协议实现的。由于 HTTP 代理模块默认会将发往被代理服务器的请求头属性字段 Connection 的值设置为 Close，因此需要通过配置指令设置请求头属性字段 Connection 的内容为“Keep-Alive”或者空值。

另外upstream中的keepalive_timeout和keepalive_requests参数与上面的含义一样，不做过多解析，需要重点关注keepalive参数，他的含义是指设置到upstream服务器的空闲keepalive连接的最大数，当这个数量被突破时，最近最少使用的连接将被关闭，另外这个参数不会限制一个nginx worker进程到upstream服务器连接的总数量，有点像线程池中的核心线程数。

注：keepalive参数设置一定要合理，尤其对于QPS比较高的场景，推荐做一下估算，根据QPS和平均响应时间大概计算出需要长连接的数量，尽量避免系统运行时产生连接数量的反复震荡，比如keepalive设置为10，前一秒系统qps较低，只需50个长连接，用完立马关闭其中50-10=40个连接，而后一秒系统qps突增，需要150个连接，空缺了150-10=140个连接，此时nginx不得不新建140个新连接来满足要求。

三、问题总结

综上所述，nginx反向代理的情况下，tcp长连接设置完成。在实际系统应用长连接的场景中，可能会出现大量TIME_WAIT的情况，这里简单做个总结：

1.导致nginx端出现大量TIME_WAIT的情况有两种：

a.keepalive_requests设置比较小，高并发下超过此值后nginx会强制关闭和客户端的长连接；（主动关闭连接后导致nginx出现TIME_WAIT）

b.keepalive设置比较小（空闲数太小），导致高并发下nginx会频繁出现连接数震荡，不停的关闭、开启和后端server的长连接；

2.导致后端server端出现大量TIME_WAIT的情况：

nginx没有打开和后端的长连接，即：没有设置proxy_http_version 1.1和proxy_set_header Connection "Keep-Alive",从而导致后端server每次请求后就关闭连接，高并发下就会出现server端的大量TIME_WAIT.