一道经典的面试题是从 URL 在浏览器被输入到页面展现的过程中发生了什么,大多数回答都是说请求响应之后 DOM 怎么被构建,被绘制出来 。
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但是你有没有想过,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?
先来谈谈第一个问题: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?
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.com 的时间统计:
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头一次访问,有初始化连接和 SSL 开销
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初始化连接和 SSL 开销消失了,说明使用的是同一个 TCP 连接
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 。
详细文档见下面的链接:
https://tools.ietf.org/html/rfc2616#section-8.1
第二个问题: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 。
第三个问题: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: