面试题：每发送一个http请求就要建立一个tcp连接吗（非持久连接/持久连接）

Posted 2021-11-02 森明帮大于黑虎帮

文章目录

• 一、非持久连接和持久连接
• 二、TCP 连接中多个 HTTP 请求可以并行发送吗？
• 三、一个TCP连接可以发送多少个HTTP请求问题？

一、非持久连接和持久连接

• 非持久连接：HTTP/1.0 中 的首部字段Connection 默认值为 close，即每次请求都会重新建立和断开 TCP 连接。
• 持久连接：HTTP/1.1 中 的首部字段 Connection 默认值为 keep-alive ，连接可以复用，只要发送端、接收端都没有提出断开连接，则保持tcp连接状态。
  http1.1中，所有的连接默认为持久连接，但在http1.0中并未标准化，即使有部分的服务器通过非标准化的手段实现了持久连接，但是服务器端不一定支持持久连接。
• 持久连接的优点：
  减少了tcp连接的重复建立和断开所造成的额外开销，减轻了服务器端的负担，其中减少开销的这部分时间实际上也使http请求和响应更早的结束，提高了web页面的显示速度。

二、TCP 连接中多个 HTTP 请求可以并行发送吗？

• 在http1.1中，单个 TCP 连接在同一时刻只能处理一个请求，即两个请求的生命周期不能重叠，任意两个 HTTP 请求从开始到结束的时间在同一个 TCP 连接里不能重叠。上一个请求得到响应之后，才能发送下一个请求。

• 管线化（pipelining）
  管线化技术的出现，实现了同时发送多个http请求，不必等待上一请求返回响应，但是浏览器默认关闭管线化，原因如下：

• 一些代理服务器不能正确的处理 HTTP Pipelining。

• Head-of-line Blocking 连接头阻塞：在建立起一个 TCP 连接之后，假设客户端在这个连接连续向服务器发送了多个请求。如果按照标准的话，服务器应该按照收到请求的顺序返回结果，假设服务器在处理首个请求时花费了大量时间，那么后面所有的请求都需要等着首个请求结束才能响应，造成了阻塞。

• 多路复用(Multiplexing)
  因为http1.1中的管线化实际上无法使用，因此在http2.0中出现了Multiplexing 多路传输特性。

• 在 HTTP 2.0 中，有两个非常重要的概念，分别是帧（frame）和流（stream），帧代表着最小的数据单位，每个帧会标识出该帧属于哪个流，流也就是多个帧组成的数据流。

• 多路复用，就是在一个 TCP 连接中可以存在多条流。换句话说，也就是可以发送多个请求，对端可以通过帧中的标识知道属于哪个请求。通过这个技术，可以避免 HTTP 旧版本中的队头阻塞问题，极大的提高传输性能。

三、一个TCP连接可以发送多少个HTTP请求问题？

1、浏览器在与服务器建立了一个 TCP 连接后是否会在一个 HTTP 请求完成后断开？什么情况下会断开？

关于这个 TCP 连接后是否断开的问题，请参考：nginx中http1.1 KeepAlive 失效
我们知道 Header 中 Connection 属性决定了连接是否持久，HTTP/1.0 中 Connection 默认是 close 的，即每次请求都会重新建立和断开 TCP 连接，而在 HTTP/1.1 中 Connection 默认是 keep-alive 的，即连接可以复用，不用每次都重新建立和断开 TCP 连接。如果想主动断开连接，只需要将 Connection 属性设置为 close 即可，即 Connection: close。一般情况下复用的 TCP 连接在等待设置的超时时间之后还没有被任何连接使用的话，TCP 连接就会主动断开。

2、一个 TCP 连接可以对应几个 HTTP 请求？

了解了第一个问题之后，可以得知如果维持连接的话，一个 TCP 连接是可以发送多个 HTTP 请求的。

3、一个 TCP 连接中 HTTP 请求发送可以一起发送么（比如一起发三个请求，再三个响应一起接收）？

• HTTP/1.1 存在一个问题，单个 TCP 连接在同一时刻只能处理一个请求，即两个请求的生命周期不能重叠，任意两个 HTTP 请求从开始到结束的时间在同一个 TCP 连接里不能重叠。
• 虽然 HTTP/1.1 规范中规定了 Pipelining 来试图解决这个问题，但是这个功能在浏览器中默认是关闭的。

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。

至于标准为什么这么设定，我们可以推测以下原因：

• 由于 HTTP/1.1 是个文本协议，同时返回的内容也并不能区分对应于哪个发送的请求，所以顺序必须维持一致。例如你向服务器发送了两个请求 GET/query?type=1 和 GET/query?type=2，服务器返回了两个结果，浏览器是没有办法根据响应结果来判断响应对应于哪一个请求的。

虽然 Pipelining 这种设想看起来比较美好，但是在实践中会出现许多问题：

• 1）、一些代理服务器不能正确的处理 HTTP Pipelining
• 2）、Head-of-line Blocking 连接头阻塞：在建立起一个 TCP 连接之后，假设客户端在这个连接连续向服务器发送了多个请求。如果按照标准的话，服务器应该按照收到请求的顺序返回结果，假设服务器在处理首个请求时花费了大量时间，那么后面所有的请求都需要等着首个请求结束才能响应，造成了阻塞。

结论： 在 HTTP/1.1 存在 Pipelining 技术可以完成这个多个请求同时发送，但是由于浏览器默认关闭，所以可以认为这是不可行的。在 HTTP2 中由于 Multiplexing 特点的存在，多个 HTTP 请求可以在同一个 TCP 连接中并行进行。

那么在 HTTP/1.1 中，浏览器是如何提高页面加载效率的呢？主要有以下两点：

• 1）、连接复用，即维持和服务器已经建立的 TCP 连接，在同一连接上顺序处理多个请求。
• 2）、和服务器建立多个 TCP 连接。

4、为什么有的时候刷新页面不需要重新建立 SSL 连接？

第一个问题已经给出了答案，连接如果是维持的话，是可以复用 TCP 连接的，刷新页面也不需要重新建立 SSL 连接。

5、浏览器对同一 Host 建立 TCP 连接到数量有没有限制？

如果使用的是 HTTP/1.1 ，即没有多路传输，当浏览器需要加载有几十张图片的网页该怎么办呢？肯定不能只开一个 TCP 连接顺序下载，那样用户肯定不能接受，但是如果每个图片都开一个 TCP 连接发 HTTP 请求，那电脑或者服务器都可能受不了，要是有 1000 张图片的话总不能开 1000 个TCP 连接吧，即使你的电脑同意 NAT 也不定同意的。

因此答案是：有，Chrome 最多允许对同一个 Host 建立六个 TCP 连接。不同的浏览器有一些区别。

6、浏览器需要加载有几十张图片的网页时，那么这些图片是以什么方式、什么顺序、建立了多少连接、使用什么协议被下载下来的呢？

• 如果图片都是 HTTPS 连接并且在同一个域名下，那么浏览器在 SSL 握手之后会和服务器商量能不能用 HTTP2，如果能的话就使用 Multiplexing 功能在这个连接上进行多路传输。不过也未必会所有挂在这个域名的资源都会使用一个 TCP 连接去获取，但是可以确定的是 Multiplexing 很可能会被用到。
• 如果发现用不了 HTTP2 呢？或者用不了 HTTPS（现实中的 HTTP2 都是在 HTTPS 上实现的，所以也就是只能使用 HTTP/1.1）。那浏览器就会在一个 HOST 上建立多个 TCP 连接，连接数量的最大限制取决于浏览器设置，这些连接会在空闲的时候被浏览器用来发送新的请求，如果所有的连接都正在发送请求呢？那其他的请求就只能等等了。