共计 5993 个字符，预计需要花费 15 分钟才能阅读完成。
本文由原作者松若章原创发布，作者主页：zhihu.com/people/hrsonion/posts，感谢原作者的无私分享。
1、引言
一道经典的面试题是：从 URL 在浏览器被被输入到页面展现的过程中发生了什么？
大多数回答都是说请求响应之后 DOM 怎么被构建，被绘制出来。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：
1）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？
2）一个 TCP 连接可以对应几个 HTTP 请求？
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）？
4）为什么有的时候刷新页面不需要重新建立 SSL 连接？
5）浏览器对同一 Host 建立 TCP 连接到数量有没有限制？
好了，带着上面的问题，我来阅读本文内容。
（本文同步发布于：http://www.52im.net/thread-26…）
2、相关文章
《网络编程懒人入门(七)：深入浅出，全面理解 HTTP 协议》
《从 HTTP/0.9 到 HTTP/2：一文读懂 HTTP 协议的历史演变和设计思路》
《脑残式网络编程入门(三)：HTTP 协议必知必会的一些知识》
《脑残式网络编程入门(四)：快速理解 HTTP/ 2 的服务器推送(Server Push)》
3、第一个问题：与服务器建立的连接是否会在一个 HTTP 请求后断开？什么情况下断开？
如题所示，先来谈谈第一个问题：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。
下面两张图片是我短时间内两次访问 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。（详细文档请见：https://tools.ietf.org/html/r…）
4、第二个问题：一个 TCP 连接可以对应几个 HTTP 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。
5、第三个问题：一个 TCP 连接中 HTTP 请求发送可以一起发送么？
再来看看第三个问题：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 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。
先来看一下 Pipelining 是什么，RFC 2616 中规定了：
原文：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.翻译：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）正确的流水线实现是复杂的。详见《HTTP/1.x 的连接管理》；
3）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，可以在一个 TCP 连接中同时完成多个 HTTP 请求。至于 Multiplexing 具体怎么实现的就是另一个问题了。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 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 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：
1）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。
6、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，SSL 自然也会用之前的。
7、第五个问题：浏览器对同一 Host 建立 TCP 连接到数量有没有限制？
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。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，详见：https://developers.google.com…。
那么回到最开始的问题：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？
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。
附录：更多网络编程基础资料
《TCP/IP 详解 – 第 11 章·UDP：用户数据报协议》
《TCP/IP 详解 – 第 17 章·TCP：传输控制协议》
《TCP/IP 详解 – 第 18 章·TCP 连接的建立与终止》
《TCP/IP 详解 – 第 21 章·TCP 的超时与重传》
《技术往事：改变世界的 TCP/IP 协议（珍贵多图、手机慎点）》
《通俗易懂 - 深入理解 TCP 协议（上）：理论基础》
《通俗易懂 - 深入理解 TCP 协议（下）：RTT、滑动窗口、拥塞处理》
《理论经典：TCP 协议的 3 次握手与 4 次挥手过程详解》
《理论联系实际：Wireshark 抓包分析 TCP 3 次握手、4 次挥手过程》
《计算机网络通讯协议关系图（中文珍藏版）》
《UDP 中一个包的大小最大能多大？》
《P2P 技术详解(一)：NAT 详解——详细原理、P2P 简介》
《P2P 技术详解 (二)：P2P 中的 NAT 穿越(打洞) 方案详解》
《P2P 技术详解(三)：P2P 技术之 STUN、TURN、ICE 详解》
《通俗易懂：快速理解 P2P 技术中的 NAT 穿透原理》
《高性能网络编程(一)：单台服务器并发 TCP 连接数到底可以有多少》
《高性能网络编程(二)：上一个 10 年，著名的 C10K 并发连接问题》
《高性能网络编程(三)：下一个 10 年，是时候考虑 C10M 并发问题了》
《高性能网络编程(四)：从 C10K 到 C10M 高性能网络应用的理论探索》
《高性能网络编程(五)：一文读懂高性能网络编程中的 I / O 模型》
《高性能网络编程(六)：一文读懂高性能网络编程中的线程模型》
《不为人知的网络编程(一)：浅析 TCP 协议中的疑难杂症(上篇)》
《不为人知的网络编程(二)：浅析 TCP 协议中的疑难杂症(下篇)》
《不为人知的网络编程(三)：关闭 TCP 连接时为什么会 TIME_WAIT、CLOSE_WAIT》
《不为人知的网络编程(四)：深入研究分析 TCP 的异常关闭》
《不为人知的网络编程(五)：UDP 的连接性和负载均衡》
《不为人知的网络编程(六)：深入地理解 UDP 协议并用好它》
《不为人知的网络编程(七)：如何让不可靠的 UDP 变的可靠？》
《不为人知的网络编程(八)：从数据传输层深度解密 HTTP》
《网络编程懒人入门(一)：快速理解网络通信协议（上篇）》
《网络编程懒人入门(二)：快速理解网络通信协议（下篇）》
《网络编程懒人入门(三)：快速理解 TCP 协议一篇就够》
《网络编程懒人入门(四)：快速理解 TCP 和 UDP 的差异》
《网络编程懒人入门(五)：快速理解为什么说 UDP 有时比 TCP 更有优势》
《网络编程懒人入门(六)：史上最通俗的集线器、交换机、路由器功能原理入门》
《网络编程懒人入门(七)：深入浅出，全面理解 HTTP 协议》
《网络编程懒人入门(八)：手把手教你写基于 TCP 的 Socket 长连接》
《网络编程懒人入门(九)：通俗讲解，有了 IP 地址，为何还要用 MAC 地址？》
《技术扫盲：新一代基于 UDP 的低延时网络传输层协议——QUIC 详解》
《让互联网更快：新一代 QUIC 协议在腾讯的技术实践分享》
《现代移动端网络短连接的优化手段总结：请求速度、弱网适应、安全保障》
《聊聊 iOS 中网络编程长连接的那些事》
《移动端 IM 开发者必读(一)：通俗易懂，理解移动网络的“弱”和“慢”》
《移动端 IM 开发者必读(二)：史上最全移动弱网络优化方法总结》
《IPv6 技术详解：基本概念、应用现状、技术实践（上篇）》
《IPv6 技术详解：基本概念、应用现状、技术实践（下篇）》
《从 HTTP/0.9 到 HTTP/2：一文读懂 HTTP 协议的历史演变和设计思路》
《脑残式网络编程入门(一)：跟着动画来学 TCP 三次握手和四次挥手》
《脑残式网络编程入门(二)：我们在读写 Socket 时，究竟在读写什么？》
《脑残式网络编程入门(三)：HTTP 协议必知必会的一些知识》
《脑残式网络编程入门(四)：快速理解 HTTP/ 2 的服务器推送(Server Push)》
《脑残式网络编程入门(五)：每天都在用的 Ping 命令，它到底是什么？》
《脑残式网络编程入门(六)：什么是公网 IP 和内网 IP？NAT 转换又是什么鬼？》
《以网游服务端的网络接入层设计为例，理解实时通信的技术挑战》
《迈向高阶：优秀 Android 程序员必知必会的网络基础》
《全面了解移动端 DNS 域名劫持等杂症：技术原理、问题根源、解决方案等》
《美图 App 的移动端 DNS 优化实践：HTTPS 请求耗时减小近半》
《Android 程序员必知必会的网络通信传输层协议——UDP 和 TCP》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(一)：通信交换技术的百年发展史(上)》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(二)：通信交换技术的百年发展史(下)》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(三)：国人通信方式的百年变迁》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(四)：手机的演进，史上最全移动终端发展史》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(五)：1G 到 5G，30 年移动通信技术演进史》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(六)：移动终端的接头人——“基站”技术》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(七)：移动终端的千里马——“电磁波”》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(八)：零基础，史上最强“天线”原理扫盲》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(九)：无线通信网络的中枢——“核心网”》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(十)：零基础，史上最强 5G 技术扫盲》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(十一)：为什么 WiFi 信号差？一文即懂！》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(十二)：上网卡顿？网络掉线？一文即懂！》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(十三)：为什么手机信号差？一文即懂！》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(十四)：高铁上无线上网有多难？一文即懂！》
《IM 开发者的零基础通信技术入门(十五)：理解定位技术，一篇就够》
《百度 APP 移动端网络深度优化实践分享(一)：DNS 优化篇》
《百度 APP 移动端网络深度优化实践分享(二)：网络连接优化篇》
《百度 APP 移动端网络深度优化实践分享(三)：移动端弱网优化篇》
《技术大牛陈硕的分享：由浅入深，网络编程学习经验干货总结》
《可能会搞砸你的面试：你知道一个 TCP 连接上能发起多少个 HTTP 请求吗？》
更多同类文章 ……
（本文同步发布于：http://www.52im.net/thread-26…）
