9.2 消除HTTP瓶颈的SPDY
SPDY是Google开发的。
目的是解决HTTP的性能瓶颈,缩短Web页面的加载时间。
HTTP的瓶颈
为了尽可能实时显示更新,服务器上一有内容更新,就需要直接把那些内容反馈到客户端的界面上。虽然简单,但是HTTP无法完成这项任务。
使用HTTP协议探知服务器上是否有内容更新,就必须频繁从客户端到服务器端进行确认。如果服务器上没有内容更新,那么就会产生徒劳的通信。
HTTP的以下标准会成为瓶颈:
- 一条连接上只可发送一个请求。
- 请求只能从客户端开始,客户端不可以接收除响应以外的指令。
- 请求/响应首部未经压缩就发送给。首部信息越多,延迟越大。
- 发送冗长的首部。每次互相发送相同的首部,造成浪费较多。
- 可任意选择数据压缩格式。非强制压缩发送。
以前的HTTP通信:
Ajax解决办法
使用JavaScript和DOM的操作,达到局部Web页面替换加载的异步通信手段。只需要更新局部页面。
Comet解决办法
一旦服务器端有内容更新了,Comet不会让请求等待,而是直接给客户端返回响应。通过延迟应答,模拟实现服务器端向客户端推送的功能。
通常服务器接收到请求,在处理完毕后就会立即返回响应。但是Comet为了实现推送功能,会先将响应置于挂起状态,当服务器端有内容更新时,再立即返回该响应。
内容上虽然可以做到实时更新,但是为了保留响应,一次连接的持续时间变长了,而且为了维持连接会消耗更多资源。
SPDY的设计与功能
SPDY在协议级别消除HTTP所遭遇的瓶颈。但是没有完全改写HTTP协议,而是在TCP/IP的应用层与运输层之间通过新加会话层的形式运作。同时考虑到安全性问题,SPDY规定通信中使用SSL。
SPDY以会话层的形式加入,控制对数据的流动,但还是采用HTTP建立通信连接,因此可以照常使用HTTP的GET和POST方法、Cookie以及HTTP报文等:
使用SPDY之后,HTTP协议额外获得以下功能:
- 多路复用流:通过单一的TCP连接,可以无限制处理多个HTTP请求。所有请求的处理都在一条TCP连接上完成,因此TCP的处理效率得到提高。
- 赋予请求优先级:SPDY不仅可以无限制并发处理请求,还可以给请求逐个分配优先级顺序。这样是为了在发送多个请求时,解决因带宽低而导致响应变慢的问题。
- 压缩HTTP首部:压缩HTTP请求和响应的首部。如此,通信产生的数据报数量和发送的字节数更少了
- 推送功能:支持服务器主动向客户端推送数据。服务器可以直接发送数据,而不必等客户端的请求。
- 服务器提示功能:可以主动提示客户端请求所需的资源。由于在客户端发现资源之前就可以获知资源的存在,因此在资源已缓存等情况下,可以避免发送不必要的请求。
9.3 使用浏览器进行全双工通信的WebSocket
只要通信使用的是HTTP协议,就无法彻底解决瓶颈问题。WebSocket技术就是解决该问题的新协议及API。
WebSocket是Web浏览器与Web服务器之间全双工通信标准。
一旦Web服务器与客户端之间建立起WebSocket协议的通信连接,之后的所有通信线路都依靠这个专用协议进行。一旦连接确立,无论是服务器还是客户端都可以直接向对方发送报文。
WebSocket协议特点:
①推送功能:支持由服务器向客户端推送数据的推送功能。服务器可以直接发送数据,不用等客户端的请求。
②减少通信量:只要建立起WebSocket连接就一直保持连接状态。而且WebSocket的首部信息很小,通信量也随之减小。
- 握手请求
为了实现WebSocket通信,在HTTP连接建立后,需要完成一次握手,告知服务器通信协议发生改变,以达到握手的目的:
Sec-WebSocket-Key 字段内记录着握手过程中必不可少的键值。Sec-WebSocket-Protocol 字段内记
录使用的子协议。
- 握手响应
对于之前的请求,返回状态码101 Switching Protocols
的响应:
Sec-WebSocket-Accept 的字段值是由握手请求中的 Sec-WebSocket-Key 的字段值生成的。
成功握手确立WebSocket连接后,通信时不再使用HTTP的数据帧,而采用WebSocket独立的数据帧:
③WebSocket API
JavaScript可调用的接口。