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曾经有这么一道面试题:从 URL 在浏览器被被输入到页面展示的过程当中发生了什么?
相信大多数准备过的同窗都能回答出来,可是若是继续问:收到的 HTML 若是包含几十个图片标签,这些图片是以什么方式、什么顺序、创建了多少链接、使用什么协议被下载下来的呢?github
要搞懂这个问题,咱们须要先解决下面五个问题:web
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现代浏览器在与服务器创建了一个 TCP 链接后是否会在一个 HTTP 请求完成后断开?什么状况下会断开?面试
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一个 TCP 链接能够对应几个 HTTP 请求?chrome
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一个 TCP 链接中 HTTP 请求发送能够一块儿发送么(好比一块儿发三个请求,再三个响应一块儿接收)?浏览器
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为何有的时候刷新页面不须要从新创建 SSL 链接?服务器
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浏览器对同一 Host 创建 TCP 链接到数量有没有限制?并发
第一个问题
现代浏览器在与服务器创建了一个 TCP 链接后是否会在一个 HTTP 请求完成后断开?什么状况下会断开?app
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。可是这样每次请求都会从新创建和断开 TCP 链接,代价过大。因此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 请求以后,不要断开 HTTP 请求使用的 TCP 链接。这样的好处是链接能够被从新使用,以后发送 HTTP 请求的时候不须要从新创建 TCP 链接,以及若是维持链接,那么 SSL 的开销也能够避免,两张图片是我短期内两次访问 https://www.github.com 的时间统计:chrome-devtools
头一次访问,有初始化链接和 SSL 开销
初始化链接和 SSL 开销消失了,说明使用的是同一个 TCP 链接
持久链接:既然维持 TCP 链接好处这么多,HTTP/1.1 就把 Connection 头写进标准,而且默认开启持久链接,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 链接,不会一个请求结束就断掉。
因此第一个问题的答案是:默认状况下创建 TCP 链接不会断开,只有在请求报头中声明 Connection: close 才会在请求完成后关闭链接。
第二个问题
一个 TCP 链接能够对应几个 HTTP 请求?
了解了第一个问题以后,其实这个问题已经有了答案,若是维持链接,一个 TCP 链接是能够发送多个 HTTP 请求的。
第三个问题
一个 TCP 链接中 HTTP 请求发送能够一块儿发送么(好比一块儿发三个请求,再三个响应一块儿接收)?
HTTP/1.1 存在一个问题,单个 TCP 链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 链接里不能重叠。
虽然 HTTP/1.1 规范中规定了 Pipelining 来试图解决这个问题,可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. 一个支持持久链接的客户端能够在一个链接中发送多个请求(不须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。
至于标准为何这么设定,咱们能够大概推测一个缘由:因为 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一个发送的请求,因此顺序必须维持一致。好比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个请求的。
Pipelining 这种设想看起来比较美好,可是在实践中会出现许多问题:
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一些代理服务器不能正确的处理 HTTP Pipelining。
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正确的流水线实现是复杂的。
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Head-of-line Blocking 链接头阻塞:在创建起一个 TCP 链接以后,假设客户端在这个链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,那么后面全部的请求都须要等着首个请求结束才能响应。
因此现代浏览器默认是不开启 HTTP Pipelining 的。
可是,HTTP2 提供了 Multiplexing 多路传输特性,能够在一个 TCP 链接中同时完成多个 HTTP 请求。至于 Multiplexing 具体怎么实现的就是另外一个问题了。咱们能够看一下使用 HTTP2 的效果。
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,能够看到都是在同一个 Connection,并行完成的
因此这个问题也有了答案:在 HTTP/1.1 存在 Pipelining 技术能够完成这个多个请求同时发送,可是因为浏览器默认关闭,因此能够认为这是不可行的。在 HTTP2 中因为 Multiplexing 特色的存在,多个 HTTP 请求能够在同一个 TCP 链接中并行进行。
那么在 HTTP/1.1 时代,浏览器是如何提升页面加载效率的呢?主要有下面两点:
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维持和服务器已经创建的 TCP 链接,在同一链接上顺序处理多个请求。
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和服务器创建多个 TCP 链接。
第四个问题
为何有的时候刷新页面不须要从新创建 SSL 链接?
在第一个问题的讨论中已经有答案了,TCP 链接有的时候会被浏览器和服务端维持一段时间。TCP 不须要从新创建,SSL 天然也会用以前的。
第五个问题
浏览器对同一 Host 创建 TCP 链接到数量有没有限制?
假设咱们还处在 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?确定不能只开一个 TCP 链接顺序下载,那样用户确定等的很难受,可是若是每一个图片都开一个 TCP 链接发 HTTP 请求,那电脑或者服务器均可能受不了,要是有 1000 张图片的话总不能开 1000 个TCP 链接吧,你的电脑赞成 NAT 也不必定会赞成。
因此答案是:有。Chrome 最多容许对同一个 Host 创建六个 TCP 链接。不一样的浏览器有一些区别。
https://developers.google.com/web/tools/chrome-devtools/network/issues#queued-or-stalled-requestsdevelopers.google.com
那么回到最开始的问题,收到的 HTML 若是包含几十个图片标签,这些图片是以什么方式、什么顺序、创建了多少链接、使用什么协议被下载下来的呢?
若是图片都是 HTTPS 链接而且在同一个域名下,那么浏览器在 SSL 握手以后会和服务器商量能不能用 HTTP2,若是能的话就使用 Multiplexing 功能在这个链接上进行多路传输。不过也未必会全部挂在这个域名的资源都会使用一个 TCP 链接去获取,可是能够肯定的是 Multiplexing 极可能会被用到。
若是发现用不了 HTTP2 呢?或者用不了 HTTPS(现实中的 HTTP2 都是在 HTTPS 上实现的,因此也就是只能使用 HTTP/1.1)。那浏览器就会在一个 HOST 上创建多个 TCP 链接,链接数量的最大限制取决于浏览器设置,这些链接会在空闲的时候被浏览器用来发送新的请求,若是全部的链接都正在发送请求呢?那其余的请求就只能等等了。