面试官：一个 TCP 连接可以发多少个 HTTP 请求？

🤔 第一个问题

🤔 第二个问题

🤔 第三个问题

🤔 第四个问题

🤔 第五个问题

曾经有这么一道经典面试题：从 URL 在浏览器被被输入到页面展现的过程中发生了什么？

相信大多数准备过的同学都能回答出来：大多数答复都是说浏览器请求及服务器响应之后 DOM 怎么被构建，被绘制出来。

当我们输入一个网址，轻敲一下回车，一个页面就展现在了我们面前。那么，从我们输入一个网址到页面展现的过程到底发生了什么呢？作为经典面试题之一，接下来就让我们再重温一下。总体来说分为以下几个过程：

输入网址
DNS解析：将域名解析成 IP 地址
建立TCP/IP链接：TCP 三次握手
发送HTTP请求
服务器处理请求并返回 HTTP 报文（HTTP响应）
浏览器处理服务器的响应，即浏览器解析渲染页面并展现
断开连接：TCP 四次挥手

👉 更为详细的过程解析，可以参考：经典面试题：从URL输入到页面展现到底发生了什么？

❓但是如果继续问：但是你有没有想过，收到的 HTML 如果包含几十个图片标签，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？

要搞懂这个问题，我们需要先解决下面五个问题：

现代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？
一个 TCP 连接可以对应几个 HTTP 请求？
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）？
为什么有的时候刷新页面不需要重新建立 SSL 连接？
浏览器对同一 Host 建立 TCP 连接到数量有没有限制？

🤔 第一个问题

现代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？

在 HTTP/1.0 中，一个服务器在发送完一个 HTTP 响应后，会断开 TCP 链接。但是这样每次请求都会重新建立和断开 TCP 连接，代价过大。所以，虽然标准中没有设定，某些服务器对 Connection: keep-alive 的 Header 进行了支持。

意思是说，完成这个 HTTP 请求之后，不要断开 HTTP 请求使用的 TCP 连接。这样的好处是连接可以被重新使用，之后发送 HTTP 请求的时候不需要重新建立 TCP 连接，以及如果维持连接，那么 SSL 的开销也可以避免。

以下两张图片是短时间内两次访问 https://www.github.com的时间统计：

头一次访问，有初始化连接和 SSL 开销

初始化连接和 SSL 开销消失了，说明使用的是同一个 TCP 连接

持久连接：既然维持 TCP 连接好处这么多，HTTP/1.1 就把 Connection 头写进标准，并且默认开启持久连接，除非请求中写明 Connection: close，那么浏览器和服务器之间是会维持一段时间的 TCP 连接，不会一个请求结束就断掉。

🌳 所以，第一个问题的答案是：

默认情况下建立 TCP 连接不会断开，只有在请求报头中声明 Connection: close 才会在请求完成后关闭连接。——详细文档可以参考：RFC 2616 - Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.1

👉 参考：TCP、HTTP中的保活机制

🤔 第二个问题

一个 TCP 连接可以对应几个 HTTP 请求？也即一个TCP连接可以同时处理多少次请求？

🌳了解了第一个问题之后，其实这个问题已经有了答案：

如果维持连接，一个 TCP 连接是可以发送多个 HTTP 请求的。

如果是 HTTP 1.0 版本协议，一般情况下，不支持长连接，因此在每次请求发送完毕之后，TCP 连接即会断开，因此一个 TCP 发送一个 HTTP 请求，但是有一种情况可以将一条 TCP 连接保持在活跃状态，那就是通过 Connection 和 Keep-Alive 首部，在请求头带上 Connection: Keep-Alive，并且可以通过 Keep-Alive 通用首部中指定的，用逗号分隔的选项调节keep-alive的行为，如果客户端和服务端都支持，那么其实也可以发送多条，不过此方式也有限制，可以关注《HTTP权威指南》4.5.5 节对于 Keep-Alive 连接的限制和规则。

而如果是 HTTP 1.1 版本协议，支持了长连接，因此，只要 TCP 连接不断开，便可以一直发送 HTTP 请求，持续不断，没有上限；

同样，如果是 HTTP 2.0 版本协议，支持多用复用，一个 TCP 连接是可以并发多个 HTTP 请求的，同样也是支持长连接，因此，只要不断开 TCP 的连接，HTTP 请求数也是可以没有上限地持续发送。

🤔 第三个问题

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，意思是说：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 规范中规定了管道机制 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。——关于Pipelining详细文档可参考：RFC 2616 - Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.1

在HTTP1.1中，由于引入了Pipelining ，实现了HTTP流水线技术可以完成多个请求同时发送，但是由于浏览器默认是关闭的，所以，认为这是不可行的。

先来看一下 Pipelining 是什么，RFC 2616 中规定了：

A client that supports persistent connections MAY "pipeline" its requests (i.e., send multiple requests without waiting for each response). A server MUST send its responses to those requests in the same order that the requests were received. 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，我们可以大概推测一个原因：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。比如，你向服务器发送了两个请求 GET/query?q=A 和 GET/query?q=B，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。

Pipelining 这种流水线技术的设想看起来比较美好，但是在实践中会出现许多问题：

某些代理服务器不能正确的处理 HTTP Pipelining，即HTTP管道传输。
正确的流水线实现是复杂的，详见：HTTP/1.x 的连接管理 - HTTP | MDN。
Head-of-line Blocking 队头阻塞：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几个请求。按照标准，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后(也就是首个请求得到服务器响应结果后)，才能响应。

所以，现代浏览器默认是不开启 HTTP Pipelining 的。

但是，HTTP2提供了 Multiplexing 多路传输特性，可以在同一个 TCP 连接中同时完成多个HTTP 请求。至于 Multiplexing 具体是如何实现多路复用功能的，这就是另一个问题了。

在HTTP2中由于多路传输特性的存在，多个http请求可以在同一个TCP连接中并行发送。

我们可以看一下使用 HTTP2 的效果。

绿色是发起请求到请求返回的等待时间，蓝色是响应的下载时间，可以看到都是在同一个Connection，并行完成的

🌳 所以，这个问题也有了答案：

在 HTTP/1.1 中，存在管道Pipelining 技术可以完成多个请求同时发送，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 多路传输特性的存在，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 时代，浏览器是如何提高页面加载效率的呢？主要有下面两点：

首先，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HTTP请求。

其次，和服务器建立多个 TCP 连接。

🤔 第四个问题

为什么有的时候刷新页面不需要重新建立 SSL 连接？

在第一个问题的讨论中已经有答案了：TCP 连接有的时候会被浏览器和服务端维持一段时间。TCP 不需要重新建立连接，那SSL 自然也会使用之前的。

🤔 第五个问题

浏览器(客户端)对同一个Host 建立的 TCP 连接的数量有没有限制？

假设我们还处在 HTTP/1.1 时代，那个时候没有多路传输，当浏览器拿到一个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，那样用户肯定等的很难受，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，你的电脑同意，NAT也不一定会同意。

所以，答案是：

有数量限制，不同的浏览器之间存在一些差异，Chrome 最多允许对同一个 Host 建立六个TCP 连接。

👉 了解更多：https://developers.google.com/web/tools/chrome-devtools/network/issues#queued-or-stalled-requests

那么，回到最开始的问题，收到的 HTML 页面如果包含几十个图片标签，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，并且都是在同一个域名下，那么浏览器在SSL握手之后会和服务器协商能不能用HTTP2，如果能就会使用 Multiplexing 多路传输特性，在这个连接上进行多路传输，不过也未必所有挂在这个域名下的资源都会使用同一个TCP连接去获取，但是可以确定的是多路传输特性很可能会被用到。

如果发现用不了HTTP2呢？或者用不了HTTPS，因为现实中的HTTP2都是基于HTTPS实现的，也就是说都是在HTTPS上实现的，所以只能使用HTTP1.1。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的限制，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的话，那其他的请求就只能等待了。

◾ 参考资料：

HTTP 协议 connection、keep-alive

Connection:Keep-alive详解

HTTP请求头字段中connection - keep-alive的含义

◾ 参考资料：

从输入url到页面显示过程中发生了什么-博客园 | 经典面试题：从URL输入到页面展现发生了什么?

从url输入到页面展现发生了什么?-简书 | 从输入url到页面展示,中间发生了什么-CSDN

从浏览器输入url到页面展现发生了什么-知乎 | 从浏览器输入url到展现页面经历了哪些过程-B站