02 网络面经：一个TCP连接可以发送多少个HTTP请求？

Posted 2021-09-10 程序新视界

一个TCP连接可以发送多少个HTTP请求？就这这个问题，我们聊聊TCP、HTTP以及浏览器之间的关系和对请求处理的优化。

TCP与HTTP的渊源

我们知道TCP协议对应于传输层，HTTP协议对应于应用层。WEB项目中，HTTP协议是建立在TCP的基础上的。

最初浏览器从服务器加载一个网页，会发起一个HTTP请求，这时需要先建立一个TCP连接。当本次数据请求完毕之后，会立刻断开TCP连接。

但随着时间的推理，html网页内容越来越复杂，不仅有内容，还有JS、CSS和图片资源，每个资源的请求都建立一次TCP连接，效率就会很低。

这时，Keep-Alive就被提出用来了，专门用于解决效率低的问题。

本文关于TCP连接能够发送多少个HTTP请求，本质上就是围绕着解决通信的低效问题的。

下面我们通过几个常见的面试问题，来逐步揭开这其中包含的知识点。

问题一：浏览器建立TCP连接之后，完成一次HTTP请求，是否会断开？

HTTP协议Header中的Connection属性决定了连接是否持久，不同HTTP协议版本有所不同。

HTTP/1.0中Connection默认为close，即每次请求都会重新建立和断开TCP连接。缺点：建立和断开TCP连接，代价过大。

HTTP/1.1中Connection默认为keep-alive，即连接可以复用，不用每次都重新建立和断开TCP连接。超时之后没有连接则主动断开。可以通过声明Connection为close进行关闭。

优点：TCP连接可被重复利用，减少建立连接的损耗，SSL的开销也可以避免。刷新页面时也可以复用，从而不再建立SSL连接等。

结论：默认情况下（HTTP/1.1）建立TCP连接不会断开，只有在请求报头中声明Connection: close才会请求完成之后关闭连接。不断开的最终目的是减少建立连接所导致的性能损耗。

问题二：一个TCP连接可以对应几个HTTP请求？

如果Connection为close，则一个TCP连接只对应一个HTTP请求。

如果Connection为Keep-alive，则一个TCP连接可对应一个到多个HTTP请求。

问题三：一个TCP连接中，可以同时发送多个HTTP请求吗？

HTTP/1.1中单个TCP连接在同一时刻只能处理一个请求。HTTP/1.1在RFC 2616中规定了Pipelining来解决这个问题，但浏览器默认是关闭的。

RFC 2616中规定：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。

Pipelining本身存在一些问题，比如代理服务器不能正确处理HTTP Pipelining、Head-of-line Blocking连接头阻塞（首个请求耗时过长，阻塞其他请求）。所以，浏览器默认关闭该功能。

HTTP/2.0提供了多路复用技术Multiplexing，一个TCP可以并发多个HTTP请求（理论无上限，但是一般浏览器会有TCP并发数的限制）。

HTTP/1.1中为了提升性能，通常会采用连接复用和同时建立多个TCP连接的方式提升性能。

结论：HTTP/1.1中存在Pipelining技术支持一个连接发送多个请求，但存在弊端，浏览器默认关闭。HTTP/2.0中通过多路复用技术支持一个TCP连接中并发请求HTTP。

问题四：浏览器对同一Host建立TCP连接的数量有没限制？

不同浏览器限制不同，比如Chrome最多允许同一个Host可建立6个TCP连接。

如果服务器只支持HTTP/1.1，浏览器会采用在同一个Host下建立多个TCP连接来进行效率提升。如果是基于HTTPS传输，在SSL握手之后，还会尝试协商是否可以采用HTTP/2.0的Multiplexing功能。

问题五：keep-alive使用场景及优缺点

开启keep-alive对内存要求高，关闭keep-alive对CPU要求高；如果内存和CPU都足够，开启和关闭keep-alive对性能影响不大；如果考虑服务器压力，如果是静态页面，大量的调用js或者图片的话，建议开启keep-alive；如果是动态网页，建议关闭keep-alive。

注意事项：如果需要使用keep-alive功能，服务器端如果使用nginx中keepalive_timeout值要大于0。

小结

通过上面的整体分析，我们不仅了解了TCP与HTTP之间的关系，还明确了现代浏览器基于不同的HTTP协议所作出的网络层面优化。而HTTP2/0的多路复用机制还是一些高性能框架的基础，比如gRPC的实现。

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