一個 TCP 連結能夠發多少個 HTTP 請求?
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曾經有這麼一道面試題:從 URL 在瀏覽器被被輸入到頁面展示的過程當中發生了什麼?
相信大多數準備過的同窗都能回答出來,可是若是繼續問:收到的 HTML 若是包含幾十個圖片標籤,這些圖片是以什麼方式、什麼順序、建立了多少連結、使用什麼協議被下載下來的呢?github
要搞懂這個問題,咱們須要先解決下面五個問題:web
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現代瀏覽器在與伺服器建立了一個 TCP 連結後是否會在一個 HTTP 請求完成後斷開?什麼狀況下會斷開?面試
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一個 TCP 連結能夠對應幾個 HTTP 請求?chrome
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一個 TCP 連結中 HTTP 請求傳送能夠一塊兒傳送麼(好比一塊兒發三個請求,再三個響應一塊兒接收)?瀏覽器
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為何有的時候重新整理頁面不須要從新建立 SSL 連結?伺服器
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瀏覽器對同一 Host 建立 TCP 連結到數量有沒有限制?併發
第一個問題
現代瀏覽器在與伺服器建立了一個 TCP 連結後是否會在一個 HTTP 請求完成後斷開?什麼狀況下會斷開?app
在 HTTP/1.0 中,一個伺服器在傳送完一個HTTP 響應後,會斷開 TCP 連線。可是這樣每次請求都會從新建立和斷開 TCP 連結,代價過大。因此雖然標準中沒有設定,某些伺服器對 Connection: keep-alive 的 Header 進行了支援。意思是說,完成這個 HTTP 請求以後,不要斷開 HTTP 請求使用的 TCP 連結。這樣的好處是連結能夠被從新使用,以後傳送 HTTP 請求的時候不須要從新建立 TCP 連結,以及若是維持連結,那麼 SSL 的開銷也能夠避免,兩張圖片是我短期內兩次訪問 https://www.github.com 的時間統計:chrome-devtools
頭一次訪問,有初始化連結和 SSL 開銷
初始化連結和 SSL 開銷消失了,說明使用的是同一個 TCP 連結
持久連結:既然維持TCP 連結好處這麼多,HTTP/1.1 就把 Connection 頭寫進標準,而且預設開啟持久連結,除非請求中寫明 Connection: close,那麼瀏覽器和伺服器之間是會維持一段時間的 TCP 連結,不會一個請求結束就斷掉。
因此第一個問題的答案是:預設狀況下建立 TCP 連結不會斷開,只有在請求報頭中宣告 Connection: close 才會在請求完成後關閉連結。
第二個問題
一個 TCP 連結能夠對應幾個 HTTP 請求?
瞭解了第一個問題以後,其實這個問題已經有了答案,若是維持連結,一個 TCP 連結是能夠傳送多個 HTTP 請求的。
第三個問題
一個 TCP 連結中 HTTP 請求傳送能夠一塊兒傳送麼(好比一塊兒發三個請求,再三個響應一塊兒接收)?
HTTP/1.1 存在一個問題,單個 TCP 連結在同一時刻只能處理一個請求,意思是說:兩個請求的生命週期不能重疊,任意兩個 HTTP 請求從開始到結束的時間在同一個 TCP 連結裡不能重疊。
雖然 HTTP/1.1 規範中規定了 Pipelining 來試圖解決這個問題,可是這個功能在瀏覽器中預設是關閉的。
先來看一下 Pipelining 是什麼,RFC 2616 中規定了:
A client that supports persistent connections MAY "pipeline" its requests (i.e., send multiple requests without waiting for each response). A server MUST send its responses to those requests in the same order that the requests were received. 一個支援持久連結的客戶端能夠在一個連結中傳送多個請求(不須要等待任意請求的響應)。收到請求的伺服器必須按照請求收到的順序傳送響應。
至於標準為何這麼設定,咱們能夠大概推測一個緣由:因為 HTTP/1.1 是個文字協議,同時返回的內容也並不能區分對應於哪一個傳送的請求,因此順序必須維持一致。好比你向伺服器傳送了兩個請求GET/query?q=A
和GET/query?q=B
,伺服器返回了兩個結果,瀏覽器是沒有辦法根據響應結果來判斷響應對應於哪個請求的。
Pipelining 這種設想看起來比較美好,可是在實踐中會出現許多問題:
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一些代理伺服器不能正確的處理 HTTP Pipelining。
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正確的流水線實現是複雜的。
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Head-of-line Blocking 連結頭阻塞:在建立起一個 TCP 連結以後,假設客戶端在這個連結連續向伺服器傳送了幾個請求。按照標準,伺服器應該按照收到請求的順序返回結果,假設伺服器在處理首個請求時花費了大量時間,那麼後面全部的請求都須要等著首個請求結束才能響應。
因此現代瀏覽器預設是不開啟 HTTP Pipelining 的。
可是,HTTP2 提供了 Multiplexing 多路傳輸特性,能夠在一個 TCP 連結中同時完成多個 HTTP 請求。至於 Multiplexing 具體怎麼實現的就是另外一個問題了。咱們能夠看一下使用 HTTP2 的效果。
綠色是發起請求到請求返回的等待時間,藍色是響應的下載時間,能夠看到都是在同一個 Connection,並行完成的
因此這個問題也有了答案:在 HTTP/1.1 存在 Pipelining 技術能夠完成這個多個請求同時傳送,可是因為瀏覽器預設關閉,因此能夠認為這是不可行的。在 HTTP2 中因為 Multiplexing 特色的存在,多個 HTTP 請求能夠在同一個 TCP 連結中並行進行。
那麼在 HTTP/1.1 時代,瀏覽器是如何提升頁面載入效率的呢?主要有下面兩點:
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維持和伺服器已經建立的 TCP 連結,在同一連結上順序處理多個請求。
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和伺服器建立多個 TCP 連結。
第四個問題
為何有的時候重新整理頁面不須要從新建立 SSL 連結?
在第一個問題的討論中已經有答案了,TCP 連結有的時候會被瀏覽器和服務端維持一段時間。TCP 不須要從新建立,SSL 天然也會用以前的。
第五個問題
瀏覽器對同一 Host 建立 TCP 連結到數量有沒有限制?
假設咱們還處在 HTTP/1.1 時代,那個時候沒有多路傳輸,當瀏覽器拿到一個有幾十張圖片的網頁該怎麼辦呢?確定不能只開一個 TCP 連結順序下載,那樣使用者確定等的很難受,可是若是每一個圖片都開一個 TCP 連結發 HTTP 請求,那電腦或者伺服器均可能受不了,要是有 1000 張圖片的話總不能開 1000 個TCP 連結吧,你的電腦贊成 NAT 也不必定會贊成。
因此答案是:有。Chrome 最多容許對同一個 Host 建立六個 TCP 連結。不一樣的瀏覽器有一些區別。
https://developers.google.com/web/tools/chrome-devtools/network/issues#queued-or-stalled-requestsdevelopers.google.com
那麼回到最開始的問題,收到的 HTML 若是包含幾十個圖片標籤,這些圖片是以什麼方式、什麼順序、建立了多少連結、使用什麼協議被下載下來的呢?
若是圖片都是 HTTPS 連結而且在同一個域名下,那麼瀏覽器在 SSL 握手以後會和伺服器商量能不能用 HTTP2,若是能的話就使用 Multiplexing 功能在這個連結上進行多路傳輸。不過也未必會全部掛在這個域名的資源都會使用一個 TCP 連結去獲取,可是能夠肯定的是 Multiplexing 極可能會被用到。
若是發現用不了 HTTP2 呢?或者用不了 HTTPS(現實中的 HTTP2 都是在 HTTPS 上實現的,因此也就是隻能使用 HTTP/1.1)。那瀏覽器就會在一個 HOST 上建立多個 TCP 連結,連結數量的最大限制取決於瀏覽器設定,這些連結會在空閒的時候被瀏覽器用來發送新的請求,若是全部的連結都正在傳送請求呢?那其餘的請求就只能等等了。