一、为什么要引入keep_alive
HTTP是一个请求+响应模式的典型范例，即客户端向服务器发送一个请求信息，服务器来响应这个信息。在老版本的HTTP中，每个请求都将被创建一个新的客户端到服务器的连接，在这个连接上发送请求，然后接收请求。
优点：简单，容易理解和编程实现；
缺点：效率很低。
因此，Keep-Alive被提出用来解决效率低的问题。
二、HTTP中使用keep_alive的好处
HTTP是一个无状态协议，这意味着每个请求都是独立的，Keep-Alive也没能改变这个结果。Keep-Alive也不能保证客户端和服务器之间的连接一定是活跃的。唯一能保证的就是当连接被关闭时，能得到一个通知，所以不应该让程序依赖于Keep-Alive的保持连接特性，否则会有意想不到的后果。
在HTTP/1.0版本中，并没有官方的标准来规定Keep-Alive如何工作，实际上它是被附加到HTTP/1.0协议上，如果客户端浏览器支持Keep-Alive，那么就在HTTP请求头中添加一个字段Connection: Keep-Alive，当服务器收到附带有Connection: Keep-Alive的请求时，它也会在响应头中添加一个同样的字段来使用Keep-Alive。这样，客户端和服务器之间的HTTP连接就会被保持，不会断开（超过Keep-Alive规定的时间，意外断电等情况除外），当客户端发送另外一个请求时，就使用这条已经建立的连接。
使用keep-alive可以改善TIME_WAIT这种状态，即在一次TCP连接中可以持续发送多份数据而不会断开连接。通过使用keep-alive机制，可以减少tcp连接建立次数，也可以减少TIME_WAIT状态连接，以此提高性能和提高httpd服务器的吞吐率(更少的tcp连接意味着更少的系统内核调用,socket的accept()和close()调用)。
但是，keep-alive并不是免费的午餐,长时间的tcp连接容易导致系统资源无效占用。配置不当的keep-alive，有时比重复利用连接带来的损失还更大。所以，正确地设置keep-alive timeout时间非常重要。
三、keepalvie timeout时间设置
Httpd守护进程，一般都提供了keep-alive timeout时间设置参数。如nginx的keepalive_timeout，和Apache的keep_alive_timeout。这个keepalive_timout时间值意味着：一个http产生的tcp连接在传送完最后一个响应后，还需要hold住keepalive_timeout秒后，才开始关闭这个连接。
当httpd守护进程发送完一个响应后，理应马上主动关闭相应的tcp连接，设置 keepalive_timeout后，httpd守护进程会想说：”再等等吧，看看浏览器还有没有请求过来”，这便是keepalive_timeout时间。如果守护进程在这个等待的时间里，一直没有收到浏览发过来http请求，则关闭这个http连接。
1. 当keepalive_timeout=0时（不启用Keep-Alive）
在没有设置 keepalive_timeout 情况下，一个socket资源从建立到真正释放需要经过的时间是:建立tcp连接 + 传送http请求 +数据传输 + 传送http响应 + 关闭tcp连接 + 2MSL。
2. 当keepalive_timeout>0时（启用Keep-Alive）
服务端httpd守护进程发完响应后，没有立即主动关闭tcp连接。keepalive_timeout时间后，服务端主动关闭这个tcp连接。这个时间，是我们设置的keepalive_timeout的时间。
所以，设置了keepalive_timout时间情况下，一个socket建立到释放的时间多了keepalive_timeout时间。
3. 当keepalive_timeout>0，且在同一个tcp连接发送多个http响应
当设定了keepalive_timeout，一个socket由建立到释放，需要时间是：tcp建立 + (最后一个响应时间 – 第一个请求时间) + tcp关闭 + 2MSL。
注意：正在关闭或者TIME_WAIT状态的tcp连接，不能传输http请求和响应。即，当一个连接结束keepalive_timeout计时，服务端守护进程发送第一个FIN标志ip包后，此时该连接不能再使用了。
四、http keep-alive与tcp keep-alive
http keep-alive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；
而tcp keep-alive是TCP的一种检测TCP连接状况的保鲜机制。tcp keep-alive保鲜定时器。
keepalive是TCP保鲜定时器，当网络两端建立了TCP连接之后，闲置（双方无任何数据流发送往来）了tcp_keepalive_time后，服务器内核就会尝试向客户端发送侦测包，判断TCP连接状况(有可能客户端崩溃、强制关闭了应用、主机不可达等)。如果没有收到对方的ack包，则会在 tcp_keepalive_intvl后再次尝试发送侦测包，直到收到对方的ack,如果一直没有收到对方的ack,则会尝试 tcp_keepalive_probes次，每次的间隔时间是15s, 30s, 45s, 60s, 75s。如果尝试tcp_keepalive_probes次，依然没有收到对方的ack包，则会丢弃该TCP连接。TCP连接默认闲置时间是2小时，一般设置为30分钟足够了。
也就是说，仅当http_keepalive_timeout值设置高于tcp_keepalive_time，并且距此tcp连接传输的最后一个http响应，经过了tcp_keepalive_time时间，操作系统才会发送侦测包来决定是否要丢弃这个TCP连接。一般不会出现这种情况。
五、keep-alive与TIME_WAIT
使用http keep-alvie，可以减少服务端TIME_WAIT数量(因为由服务端httpd守护进程主动关闭连接)。启用keep-alive，建立的tcp连接少了，自然要被关闭的tcp连接也相应少了。