HTTP(九.HTTP追加功能协议)

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1.HTTP的瓶颈

在 Facebook 和 Twitter 等 SNS 网站上,几乎能够实时观察到海量用户公开发布的内容,这也是一种乐趣。当几百、几千万的用户发布内容时,Web 网站为了保存这些新增内容,在很短的时间内就会发生大量的内容更新.为了尽可能实时地显示更新的内容,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。虽然看起来挺简单的,但 HTTP 却无法妥善地处理好这项任务。
使用 HTTP 协议探知服务器上是否有内容更新,就必须频繁地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。
若想在现有 Web 实现所需的功能,以下这些 HTTP 标准就会成为瓶颈。

a.一条连接上只可发送一个请求。

b.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。

c.请求 / 响应首部未经压缩就发送。首部信息越多延迟越大。

d.发送冗长的首部。每次互相发送相同的首部造成的浪费较多。

e.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的解决方法: Ajax(Asynchronous JavaScript and XML, 异 步 JavaScript 与 XML 技术)是一种有效利用 JavaScript 和 DOM(Document Object Model,文档对象模型)的操作,以达到局部 Web 页面替换加载的异步通信手段。和以前的同步通信相比,由于它只更新一部分页面,响应中传输的数据量会因此而减少,这一优点显而易见。
Ajax 的核心技术是名为 XMLHttpRequest 的 API,通过 JavaScript 脚本语言的调用就能和服务器进行 HTTP 通信。借由这种手段,就能从已加载完毕的 Web 页面上发起请求,只更新局部页面。
而利用 Ajax 实时地从服务器获取内容,有可能会导致大量请求产生。另外,Ajax 仍未解决 HTTP 协议本身存在的问题。


Ajax通信

Comet 的解决方法: 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。这是一种通过延迟应答,模拟实现服务器端向客户端推送(Server Push)的功能。
通常,服务器端接收到请求,在处理完毕后就会立即返回响应,但为了实现推送功能,Comet 会先将响应置于挂起状态,当服务器端有内容更新时,再返回该响应。因此,服务器端一旦有更新,就可以立即反馈给客户端。
内容上虽然可以做到实时更新,但为了保留响应,一次连接的持续时间也变长了。期间,为了维持连接会消耗更多的资源。另外,Comet 也仍未解决 HTTP 协议本身存在的问题。


Comet通信

2.SPDY

SPDY 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,可照常使用 HTTP 的 GET 和 POST 等方 法、Cookie 以及 HTTP 报文等.
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 不仅可以无限制地并发处理请求,还可以给请求逐个分配优先级顺序。这样主要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。这样一来,通信产生的数据包数量和发送的字节数就更少了。

推送功能: 支持服务器主动向客户端推送数据的功能。这样,服务器可直接发送数据,而不必等待客户端的请求。

服务器提示功能: 服务器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。

3.WebSocket

WebSocket 协议的主要特点
推送功能: 支持由服务器向客户端推送数据的推送功能。这样,服务器可直接发送数据,而不必等待客户端的请求。
减少通信量: 只要建立起 WebSocket 连接,就希望一直保持连接状态。和 HTTP 相比,不但每次连接时的总开销减少,而且由于 WebSocket 的首部信息很小,通信量也相应减少了。

只要建立起 WebSocket 连接,就希望一直保持连接状态。和 HTTP 相比,不但每次连接时的总开销减少,而且由于 WebSocket 的首部信息很小,通信量也相应减少了。
为了实现 WebSocket 通信,在 HTTP 连接建立之后,需要完成一次“握手”(Handshaking)的步骤。

a.请求
为了实现 WebSocket 通信,需要用到 HTTP 的 Upgrade 首部字段,告知服务器通信协议发生改变,以达到握手的目的。


握手-请求

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。子协议按 WebSocket 协议标准在连接分开使用时,定义那些连接的名称。

b.响应
对于之前的请求,返回状态码 101 Switching Protocols 的响应。


握手-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 连接之后,通信时不再使用 HTTP 的数据帧,而采用 WebSocket 独立的数据帧。


webSocket通信

c.webSocket API
JavaScript 可调用“The WebSocket API”(http://www.w3.org/TR/websockets/,由 W3C 标准制定)内提供的 WebSocket 程序接口,以实现 WebSocket 协议下全双工通信。以下为调用 WebSocket API,每 50ms 发送一次数据的实例。

调用API

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