http详解

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http 1.0

  • 简单、灵活、易扩展、跨平台
    1. 基本格式：header+body
    2. header、status 都可以自定义
    3. https = http + tls/ssl
  • 无状态： 服务器不会记录请求的状态
  • 默认关闭 keepalive，每次请求都建立一次tcp连接，服务器处理后立即断开tcp连接

http1.0有队头阻塞， 即没收到第一个请求对应的响应 就不能发送第二个请求

http 1.1

  • 默认keepalive|长连接
  • 流水线模式基于长连接，但是默认关闭

流水线模式解决了请求阻塞，不用等待前一个请求收到响应就可以发送下一个请求
但是对于响应队头阻塞没有解决。例如，服务器依次收到A和B，但是先完成了B却需要等待A完成先发送A。

keepalive的缺点

keepalive会保持tcp连接一段时间，如果服务器要响应大量不同用户一次性的请求，会造成服务器同时保活多个tcp连接

http 2.0

  1. 二进制格式: 把传输消息分成更小的帧，并使用二进制格式编码。头部和数据体都是二进制格式
  2. 并发传输：引入Stream概念，每个请求分配到唯一的StreamID，多个Stream复用一条Tcp连接。每个Stream的帧之间是有序的，不同stream的帧是可以乱序的。
  3. 首部压缩：减小首部大小。先给对方一份 首部各字段和对应值 的编码表，之后首部只需要填入对应编码就可以。
  4. 服务端推送： 收到用户的请求后，预测用户可能会请求其他资源，主动将这些资源发送给客户端。

解决了响应队头阻塞
但是没有解决tcp层面的队头阻塞

tcp的队头阻塞



多个Stream共用一个Tcp连接，即共用一个滑动窗口。那么当某个前面的stream的某个帧丢失，tcp协议规定必须按顺序读取，所以此时后面的stream全部被阻塞。

http 3.0

回顾http1.1 未解决响应队头阻塞
回顾http2.0 未解决tcp层次的队头阻塞。
所以http3.0采用 UDP + QUIC

  • UDP:
    • 无序
    • 不可靠
  • QUIC：
    • 无队头阻塞
    • 更快建立连接
    • 连接迁移
  1. 无队头阻塞？
    也有类似Stream与多路复用的概念，可以在同一条连接上并发传输多个Stream。当某个Stream丢包只阻塞这个Stream不影响其他Stream
  2. 更快的建立连接
    QUIC握手整合了TLS握手
  3. 连接迁移
    http2.0采用TCP四元组来标识一个连接，当用户切换网络就要重新建立连接。
    http3.0采用连接ID来标识，只要还有TLS密钥就可以无缝连接

    TCP四元组：（源IP+源端口+目的IP+目的端口）

轮询

先思考一个场景，服务器需要主动给用户发送请求，而http貌似只能由用户发起请求，服务器在响应该请求

要解决这个痛点，有两种办法

  1. 定时轮询: 前端定时发送请求给服务器
    1. 例如：扫码登录
  2. 长轮询: 设定一个时间比较长的超时时间，服务器收到请求后，先不响应，而是等待用户完成扫码操作，再响应。

这种简单的请求可以用如上方法，但是如果是游戏场景呢？

websocket解决了，全双工。

http1.1 半双工

http中谁主动断开tcp连接？

两方都可以，但是客户端主动比较好。因为主动断开方最后需要等待2msl时间，会占用资源

如果响应头包含 content-length，则客户端知道什么时候接收完毕，客户端主动断开。
否则则服务端断开。

缓存

流程：

  1. 第一次请求后缓存response的资源和header，并在下一次请求同一资源时
    1. 根据expires和cache-control判断是否命中强缓存，如果命中则不再发起真实请求，但是状态码返回200.
    2. 未命中强缓存，则发起请求 .
      1. 服务器根据请求头的IF-Modified-Since 或 IF-None-Match ， 他们的值分别表示 Last-Modified 缓存文件最晚一次修改时期，Etag 资源唯一标识(一般是hash) , 来判断缓存是否命。如果命中，服务器响应状态码为304。
      2. 未命中：浏览器发送资源以及新的header信息。

强制缓存

  • 第一次响应后，响应头的 Expires和 Cache-Control 被保存起来
    • Expires： 资源过期日期。
    • Cache-Control：
      • max-age: 资源有效时长， 结合响应头的 Date 算出资源过期时间。
      • no-cache：使用协商缓存策略。
      • 优先级高于Expires
  • 如果命中，则使用本地资源。
  • 如果未命中，则走协商缓存策略。

协商缓存

img

  • 协商缓存由服务器决定资源是否可用
  • 主要涉及到两对属性， 第一次响应头里的 last-Modified或 Etag 以及 后续请求头里的 If-Modified-Since 或 If-None-Match ，它们的值对应相等。
  • 第二次请求时，请求头带上 If-Modified-Since 或 If-None-Match ，服务器通过这两个属性判断资源是否变化，从而判断资源是否可用。
    • 如果资源不可用（更新了），则返回200，和最新资源以及新的 last-Modified 或 Etag
    • 如果资源可用（不变），则返回304，表示直接从缓存里拿资源

tcp粘包

首先tcp是面向字节流的，在发送数据时需要把数据分成一个个报文

报文有两种情况：

  • 大于等于mss（最小报文长度）—— 直接发送
  • 小于mss —— 等待以下一个报文一起发送

可能出现如下情况，就是粘包

1
2
3
4
5
mss1.1 ===> 发送

mss1.2 + mss2.1 ===> 发送

mss2.2 + mss3.1 ===> 发送