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:
image.png

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。
image.png

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。
image.png

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:
image.png
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:
image.png
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:image.png
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:
image.png
③WebSocket API
JavaScript可调用的接口。