HTTP協議中的並發限制及隊首阻塞問題

來源:互聯網
上載者:User
串列串連

HTTP/0.9 和早期的 HTTP/1.0 協議對 HTTP 要求處理是序列化的。假如一個頁麵包含 3 個樣式檔案,同屬於一個協議、網域名稱、連接埠。那麼,瀏覽器一共需要發起四次請求,並且每次只能開啟一個 TCP 通道,在一個請求資源完成下載後,立刻斷開該串連,再開啟一個新的串連去處理隊列中的下一個請求。隨著頁面資源大小、數量的不斷擴增,網路延遲時間會不斷堆積,使用者會面對滿屏空白,等待過長時間而失去耐心。

並行串連

為了提高網路的吞吐能力,改進後的 HTTP 協議允許用戶端同時開啟多個 TCP 串連,並行地請求多個資源,充分利用頻寬。通常,每一個串連之間都會有一定延遲,但請求的傳輸時間是重疊的,總體上時延要比串列串連低很多。考慮到每一個串連都會消耗系統資源,並且伺服器需要處理海量的使用者並發請求,瀏覽器會對並發請求數量做一定的限制。即使 RFC 並沒有規定具體的限制數量,各瀏覽器廠商也都會有自己的標準:

IE 7: 2
IE 8/9: 6
IE 10: 8
IE 11: 13
Firefox: 6
Chrome: 6
Safari: 6
Opera: 6
iOS WebView: 6
Android WebView: 6

持久串連(長串連)

早期的 HTTP 協議對每個請求都佔用一個獨立的 TCP 串連,這無疑增加了 TCP 的建立串連開銷、擁塞控制開銷、釋放串連開銷,改進後的 HTTP/1.0 和 HTTP/1.1(預設)都支援了持久串連。如果一個請求完成後,不會立刻中斷連線,而是在一定的時間內保持串連,以便快速處理即將到來的 HTTP 要求,複用同一個 TCP 通道,直到用戶端心跳檢測失敗或伺服器連線逾時。這個特性可以通過 HTTP 首部 Connection: keep-alive 來啟用,用戶端也可以發送 Connection: close 來主動關閉串連。所以,我們看到,並行串連和持久串連這兩種最佳化是相輔相成的,並行串連使得首次載入頁面可以同時開啟多個 TCP 串連,而持久串連保證了後續的請求複用已開啟的 TCP 串連,這也是現代 Web 頁面的普遍機制。


管道化串連

持久串連讓我們可以重用串連來完成多次請求,但它必須滿足 FIFO 的隊列順序,必須保證前一個請求成功到達伺服器、處理成功並且收到伺服器返回的首個位元組,才可以發起隊列中下一個請求。HTTP 管道允許用戶端在同一個 TCP 通道內連續發起多個請求,而不必等待響應,消除了往返延遲時間差。但現實情況由於 HTTP/1.x 協議的限制,不允許資料在一個鏈路上交錯到達(IO 多工)。設想一種情況,用戶端伺服器端同時發送一個 HTML 和多個 CSS 請求,伺服器平行處理所有請求,當所有的 CSS 請求處理完成並加入到緩衝隊列,卻發現 HTML 請求處理遇到問題而無限被掛起,嚴重時甚至造成緩衝區溢位,這種情況就叫做隊首阻塞。因此,這個方案在 HTTP/1.x 協議中並沒有被採納。

隊首阻塞並不是 HTTP 中專屬的概念,而是在緩衝式通訊網路交換中的一種普遍現象

總結

1、對於同一個協議、網域名稱、連接埠,瀏覽器允許同時開啟個 TCP 串連,一般上限為 6 個。
2、同一個 TCP 串連允許發起多次 HTTP 要求,但必須等待前一個請求的首個位元組響應到達用戶端。
3、由於隊首阻塞問題,不允許用戶端同時發送隊列中所有請求,這個問題在 HTTP/2.0 得已解決。

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