1.应用场景
主要用于弄清楚TCP 连接与HTTP 请求之间的关系;以及由此产生的疑惑。2.学习/操作
疯了吧;面试官 5 连问一个 TCP 连接可以发多少个 HTTP 请求?
https://developer.chrome.com/docs/devtools/network/#queued-or-stalled-requestsdevelopers.Google.com
曾经有这么一道面试题;从 URL 在浏览器被被输入到页面展现的过程中发生了什么?
相信大多数准备过的同学都能回答出来;但是如果继续问;收到的 HTML 如果包含几十个图片标签;这些图片是以什么方式、什么顺序、建立了多少连接、使用什么协议被下载下来的呢?
要搞懂这个问题;我们需要先解决下面五个问题;
现代浏览器在与服务器建立了一个 TCP 连接后是否会在一个 HTTP 请求完成后断开?什么情况下会断开?
一个 TCP 连接可以对应几个 HTTP 请求?
一个 TCP 连接中 HTTP 请求发送可以一起发送么;比如一起发三个请求;再三个响应一起接收;?
为什么有的时候刷新页面不需要重新建立 SSL 连接?
浏览器对同一 Host 建立 TCP 连接到数量有没有限制?
现代浏览器在与服务器建立了一个 TCP 连接后是否会在一个 HTTP 请求完成后断开?什么情况下会断开?
在 HTTP/1.0 中;一个服务器在发送完一个 HTTP 响应后;会断开 TCP 连接。
但是这样每次请求都会重新建立和断开 TCP 连接;代价过大。
所以虽然标准中没有设定;某些服务器对 Connection: keep-alive 的 Header 进行了支持。
意思是说;完成这个 HTTP 请求之后;不要断开 HTTP 请求使用的 TCP 连接。
这样的好处是连接可以被重新使用;之后发送 HTTP 请求的时候不需要重新建立 TCP 连接;以及如果维持连接;那么 SSL 的开销也可以避免。
两张图片是我短时间内两次访问 GitHub: Where the world builds software · GitHub 的时间统计;
头一次访问/请求;有初始化连接和 SSL 开销;
接下来的请求;初始化连接和 SSL 开销消失了;说明使用的是同一个 TCP 连接。
而且从连接ID也可以知道;如下;
Note;
Protocol;h2 就是 http2
持久连接;既然维持 TCP 连接好处这么多;HTTP/1.1 就把 Connection 头写进标准;并且默认开启持久连接;除非请求中写明 Connection: close;那么浏览器和服务器之间是会维持一段时间的 TCP 连接;不会一个请求结束就断掉。
所以第一个问题的答案是;默认情况下建立 TCP 连接不会断开;只有在请求报头中声明 Connection: close 才会在请求完成后关闭连接。
一个 TCP 连接可以对应几个 HTTP 请求?
了解了第一个问题之后;其实这个问题已经有了答案;如果维持连接;一个 TCP 连接是可以发送多个 HTTP 请求的。
「短连接通常是不会维持连接的;也就是短连接只支持一个http请求;不过我们平时开发项目;通常不是很关注这个问题 -- 到底是使用短连接还是长连接;但是作为高级技术人员/技术主管应该保持知识的全面」
一个 TCP 连接中 HTTP 请求发送可以一起发送么;比如一起发三个请求;再三个响应一起接收;?
HTTP/1.1 存在一个问题;单个 TCP 连接在同一时刻只能处理一个请求;
意思是说;
两个请求的生命周期不能重叠;任意两个 HTTP 请求从开始到结束的时间在同一个 TCP 连接里不能重叠。
虽然 HTTP/1.1 规范中规定了 Pipelining 来试图解决这个问题;但是这个功能在浏览器中默认是关闭的。
先来看一下 Pipelining 是什么;RFC 2616 中规定了;
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. 一个支持持久连接的客户端可以在一个连接中发送多个请求;不需要等待任意请求的响应;。收到请求的服务器必须按照请求收到的顺序发送响应。
至于标准为什么这么设定;我们可以大概推测一个原因;由于 HTTP/1.1 是个文本协议;同时返回的内容也并不能区分对应于哪个发送的请求;所以顺序必须维持一致。
比如你向服务器发送了两个请求 GET/query?q=A 和 GET/query?q=B;服务器返回了两个结果;浏览器是没有办法根据响应结果来判断响应对应于哪一个请求的。
Pipelining 这种设想看起来比较美好;但是在实践中会出现许多问题;
一些代理服务器不能正确的处理 HTTP Pipelining。
正确的流水线实现是复杂的。
Head-of-line Blocking 连接头阻塞「TCP存在的特性;队头阻塞;这是TCP的缺陷之一」;在建立起一个 TCP 连接之后;假设客户端在这个连接连续向服务器发送了几个请求。按照标准;服务器应该按照收到请求的顺序返回结果;假设服务器在处理首个请求时花费了大量时间;那么后面所有的请求都需要等着首个请求结束才能响应。
所以现代浏览器默认是不开启 HTTP Pipelining 的。
但是;HTTP2 提供了 Multiplexing 多路传输特性「多路复用技术;但是跟服务端的多路复用技术不是一个概念;只是名字相同而已」;可以在一个 TCP 连接中同时完成多个 HTTP 请求。
至于 Multiplexing 具体怎么实现的就是另一个问题了。我们可以看一下使用 HTTP2 的效果。
网络/Network - 网络编程 - 网络连接;请求;进程/线程的关系
绿色是发起请求到请求返回的等待时间;蓝色是响应的下载时间;可以看到都是在同一个 Connection;并行完成的。「这里的时间/瀑布并不是完全一样的;基本是;绿色;等待时间;是一样的;但是;蓝色;下载时间;跟文件内容大小成正相关;思考一下就会明白;应当如此」
所以这个问题也有了答案;在 HTTP/1.1 存在 Pipelining 技术可以完成这个多个请求同时发送;但是由于浏览器默认关闭;所以可以认为这是不可行的。
在 HTTP2 中由于 Multiplexing 特点的存在;多个 HTTP 请求可以在同一个 TCP 连接中并行进行。
那么在 HTTP/1.1 时代;浏览器是如何提高页面加载效率的呢?
主要有下面两点;
维持和服务器已经建立的 TCP 连接;在同一连接上顺序处理多个请求。「可由开发人员控制吗?TBD;个人此刻想法;应可控制;但是很有可能是浏览器已经做了这样;不需要开发人员干预」
和服务器建立多个 TCP 连接。「同样;这应也是前端客户端;如浏览器或者App的SDK已经封装了;TBD」
为什么有的时候刷新页面不需要重新建立 SSL 连接?
在第一个问题的讨论中已经有答案了;TCP 连接有的时候会被浏览器和服务端维持一段时间。
TCP 不需要重新建立;SSL 自然也会用之前的。
浏览器对同一 Host 建立 TCP 连接到数量有没有限制?
假设我们还处在 HTTP/1.1 时代;那个时候没有多路传输;当浏览器拿到一个有几十张图片的网页该怎么办呢?
肯定不能只开一个 TCP 连接顺序下载;那样用户肯定等的很难受;但是如果每个图片都开一个 TCP 连接发 HTTP 请求;那电脑或者服务器都可能受不了;要是有 1000 张图片的话总不能开 1000 个TCP 连接吧;你的电脑同意 NAT 也不一定会同意。
所以答案是;有。
Chrome 最多允许对同一个 Host 建立六个 TCP 连接。不同的浏览器有一些区别。
https://developer.chrome.com/docs/devtools/network/#queued-or-stalled-requestsdevelopers.google.com
那么回到最开始的问题;收到的 HTML 如果包含几十个图片标签;
这些图片是以什么方式、什么顺序、建立了多少连接、使用什么协议被下载下来的呢?
如果图片都是 HTTPS 连接并且在同一个域名下;那么浏览器在 SSL 握手之后会和服务器商量能不能用 HTTP2;如果能的话就使用 Multiplexing 功能在这个连接上进行多路传输。
不过也未必会所有挂在这个域名的资源都会使用一个 TCP 连接去获取;但是可以确定的是 Multiplexing 很可能会被用到。
如果发现用不了 HTTP2 呢?或者用不了 HTTPS;现实中的 HTTP2 都是在 HTTPS 上实现的;所以也就是只能使用 HTTP/1.1;。
那浏览器就会在一个 HOST/站点 上建立多个 TCP 连接;连接数量的最大限制取决于浏览器设置;这些连接会在空闲的时候被浏览器用来发送新的请求。
如果所有的连接都正在发送请求呢?那其他的请求就只能等等了。「页面表现就是加载加载/响应比较慢;甚至超时」
后续补充
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3.问题/补充
TBD
4.参考
参见上面文档列表后续补充
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