TCP

高可靠性的端到端通信

1. 基于byte流，每一條TCP連接只能點對點

2. 全雙工，可以同時進行信號的雙向傳輸

3. 分組：將應用層數據流打包成若干小數據塊，并封裝在IP分組中（幾百 ~ 40byte）

   • Internet自身無法確保可靠的分組傳輸，超負荷可以隨意丟棄分組，所以TCP實現了自己的確認機制來確保數據的成功傳輸

   • 每個報文段包含一個序列號和數據完整性校驗和，發送后啟動一個定時器；

   • 另一端對收到的數據進行確認，對失序的數據重新排列，丟棄重復數據；并向發送者會送小的確認分組，如果發送者沒有在指定的窗口時間內收到確認信息，發送者就認為分組已被破壞或銷毀，并重新發送數據

報文

三次握手

四次揮手

性能

1. Nagle算法：將大量的小數據分組綁定在一起，發送全尺寸，提高網絡效率

2. 延遲確認：由于TCP規定每次都要向發送者回送確認分組，且確認分組報文很小，所以TCP允許在發往相同方向的輸出數據分組中對其進行"捎帶"，即將返回的確認信息與輸出的數據分組結合在一起。所以確認分組會在一個特定的時間窗口(100 ~ 200 ms)內將輸出確認放在緩沖區，以尋找能夠捎帶的輸出數據分組。如果沒有等到，則放在單獨的分組中傳輸

3. TCP慢啟動：為了防止網絡突然過載和擁塞，限制了TCP端口在任意時刻可以傳輸的分組數。每成功接收一個分組，就可以發送兩個分組，等待確認后，可以發送四個分組，一次類推。表現為某個HTTP事務有大量數據要發送，是不能一次將所有分組都發送出去的；新連接的傳輸速度會比已經交換過一定數量的連接慢一些

4. TIME_WAIT：當某個TCP端點關閉連接時，會在內存中維護一個小的控制塊，用來記錄最近關閉連接的IP地址和端口號。這類信息指揮維持一小段時間，以防止創建、關閉并重新創建兩個具備相同IP、端口號的連接；但在高并發情況下可能引起端口耗盡問題，要解決這個問題可以使用負載均衡（增加機器數量）

HTTP

建立在TCP協議之上，所以瓶頸及其優化技巧都是基于TCP協議本身的特性

Request

GET /index.html HTTP/1.1
Accept: mime type
Accept-Encoding:
If-Modified-Since: EEE, dd MMM yyyy HH:mm:ss z  // 文件是否修改
Referer: http://www.it315.org/index.jsp         // 說明請求來自哪里，防盜鏈
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT 5.0) 客戶端代理
Cookie                                          // 向服務器發送Cookie
Range: byte=100-999                             //  多線程多點續傳

username=ccy&userpwd=118

Response

Content-Type: mime type; charset=utf-8
Content-Encoding: gzip

長短鏈接

短連接

HTTP的主要缺點是，每個TCP連接只能發送一個請求，發送完畢后就關閉；keep-alive確保服務器將保持這個tcp連接一段時間直到會話保持的時間超過keepaliveTime時，client和server端將主動釋放tcp連接

1. 降低三次握手時延
2. 減少打開鏈接的數量
3. 避免慢啟動

1. HTTP/1.0需要主動聲明Connection: keep-alive，HTTP1.1默認都是
2. 如果服務器提供的是一個接口服務（除了動態內容，幾乎沒有引用任何靜態內容）不建議開啟；如果服務器提供的是Web站點服務(一個頁面除了動態內容，還包含非常多的JS、圖片、css文件等)建議開啟（打開1個網頁會建立10～50個TCP連接）

長連接(推送)

客戶端和服務端之間始終建立著一個通信連接，在連接沒有中斷之前，可以隨時進行通信

1. 斷開重連、心跳檢測
2. 可以通過HTTP輪詢的方式實現偽長連接。（頻繁握手、協議冗余）

緩存

參見 HttpHeaderParser.parseCacheHeaders

• Cache-Control設置的內容優先級較高會覆蓋其他設置

文件上傳

• application/x-www-form-urlencoded 在發送前默認編碼所有字符
• multipart/form-data 不對字符編碼，瀏覽器對上傳實體內容中的每個字段用分割線進行分割，兩個分割線間的內容成為一個分區，每個分區包含兩個部分，一部分是對表單字段元素進行描述，另外一部分是表單字段元素的主體內容

<form method="post" enctype="multipart/form-data">
    <input type="file"/>
</from>

Content-Type:multipart/form-data; boundary=--------------------------7dc2af520870

--------------------------7dc2af520870

• 服務端要獲得上傳的文件，需要用request.getHeader("Content-Type")來取得實體內容的分界字符串，通過request.getInputStream()得到上傳的整個post實體流，然后根據HTTP協議，把文件部分給篩選出來，保存在服務端磁盤中；其他表單值不能直接使用request.getParamter()獲得

HTTPS

OpenSSL是一個強大的安全套接字層密碼庫，囊括主要的密碼算法、常用的密鑰和證書封裝管理功能及SSL協議

• 單項認證

至此握手階段結束，接下來使用普通的HTTP協議，只不過使用會話密鑰加密內容

HTTP2.0 & SPDY

• 頭信息壓縮機制 ：Header壓縮后發送，同時客戶端和服務端同時維護一張頭信息，所有字段都生成一個索引號，以后就只發送索引號

• 多路復用/管道化鏈接：針對HTTP高延遲的問題，通過多個請求stream共享一個tcp連接的方式，降低延遲同時提高帶寬的利用率

• 請求優先級：允許給每個request設置優先級，重要的請求會優先得到響應

• 服務端推送

• 基于HTTPS的加密協議傳輸

API

HttpUrlConnection

HttpURLConnection conn = null;
try {
    conn = (HttpURLConnection) new URL(encodeURL).openConnection();
    conn.setConnectTimeout(timeoutMs);
    conn.setReadTimeout(timeoutMs);
    conn.setUseCaches(false);
    conn.setDoOutput(true); // conn.setRequestMethod("POST");
    conn.setRequestProperty("If-Modified-Since", "");

    int nRC = conn.getResponseCode(); // 觸發getInputStream(connect()); connected = true;
    if (nRC == HttpURLConnection.HTTP_OK) {
        conn.getInputStream();
    } else if (nRC == 304) {
    }
} finally {
    conn.disconnect();  // input/outputStream closed
}

AsyncHttpClient

Volley

OKHttp

OkHttpClient httpClient = new OkHttpClient();

Request request = new Request.Builder()
                    .url("http://www.baidu.com/")
                    .build();

Call call = httpClient.newCall(request);
call.enqueue(new Callback() {
    @Override
    public void onFailure(Request request, IOException e) {
        mTvConten.setText(request.toString());
    }

    @Override
    public void onResponse(Response response) throws IOException {
        String htmlStr = response.body().string();
        mTvConten.setText(htmlStr);

    }
});

Retrofit

Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
        .baseUrl("https://api.github.com/")
        .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
        .addCallAdapterFactory(RxJavaCallAdapterFactory.create())
        .client(client) // 自定義client
        .build();

// 定義連網接口
GitHubService service = retrofit.create(GitHubService.class);
// Call 模式
Call<User> repos = service.getUserByName("CatDog118");
// Rxjava 模式
Observable<User> getUserByName(@Path("user") String user);

// execute同步請求; enqueue異步請求
repos.enqueue(new Callback<User>() {
    public void onResponse(Call<User> call, Response<User> response) {}
    public void onFailure(Call<User> call, Throwable t) {}
});

// 取消請求
call.cancel();

• Retrofit 2.0：有史以來最大的改進