iOS中Pipelining(管道)技术介绍

Http Pipelining，中文资料中通常称为管道技术，通过实现多个Http请求一次整体提交来减少Http请求等待的时间RTT来达到提高网络请求速度的目的，它是一种对Keep-Alvie技术（一次TCP连接多次Http请求）的性能优化，只在HTTP/1.1中支持。具体的实现原理请见下图：

picurl

在Pipelining之前每个Http请求需要等上个请求返回后再请求服务端，这样每次Http请求都需要等待上一个请求的RTT时间。通过使用Pipelining技术，把多个Http请求进行整体提交，在传输的过程中不需要等待服务器端的回应，并且返回的顺序遵循先进先出的逻辑。在越高延迟的网络环境中Pipelining的优势就会越发明显，客户端不应该使用Pipelining的方式发送会产生副作用的请求（比如POST）。

早在2012年苹果在4WWDC就对此技术做了简单的介绍WWDC 2012 session 706 - Networking Best Practices，官方网络框架NSURLRequest类和AFNNetwoking中都有开启这个功能的属性（默认关闭），对Pipelining什么时候合并请求，对哪几个请求合并在SDK接口层面不可控，也就是说SDK对于Pipelining控制只提供了一个开关，Pipelining需要客户端和服务端同时支持。

通过抓包软件WireShark网络抓包工具，我们可以对Pipelining继续进行更深一步的了解，在Demo中写一个未开启Pipelining的网络请求:

       for (int i = 0; i < 10; i++) {
        NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://10.1.21.251:2002/cashier-server/getBankList.do?token=C25748702"];
        NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:url
                                                               cachePolicy:NSURLRequestUseProtocolCachePolicy timeoutInterval:15.0];
        [NSURLConnection sendAsynchronousRequest:request queue:[NSOperationQueue mainQueue] completionHandler:^(NSURLResponse * _Nullable response, NSData * _Nullable data, NSError * _Nullable connectionError) {
        }];
    }    

在未开启的Pipelining的TCP端口的发出的请求和返回是依次间隔的，在WireShark中的结果如下：

开启Demo的网络请求的Pipelining功能：

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://10.1.21.251:2002/cashier-server/getBankList.do?token=C25748702"];
        NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:url
                                                               cachePolicy:NSURLRequestUseProtocolCachePolicy timeoutInterval:15.0];
        request.HTTPShouldUsePipelining = YES;
        [NSURLConnection sendAsynchronousRequest:request queue:[NSOperationQueue mainQueue] completionHandler:^(NSURLResponse * _Nullable response, NSData * _Nullable data, NSError * _Nullable connectionError) {
        }];
    }

在开启Pipelining的TCP端口的请求可以一次连续发4个，结果分四次依次返回，在WireShark中的结果如下：

Pipelining缺点：

Pipelining理论上是会提高访问网络的整体速度，但几乎所有的浏览器都是默认关闭或者不支持Pipelining的，这为什么呢？

Pipelining的多个http打包请求的特性既是优势也是缺陷，比如下图三个http请求是通过是应用Pipelining技术整体发出，因为遵循先发出先返回的顺序，那后面两个返回文本的请求一直会等前面那个返回image的请求，比如加载一个网页，我们都希望文本优先返回，然后再加载图片，但用Pipelining就会被图片大资源阻塞优先级高的小资源。Pipelining 是iOS5的Safari浏览器是被默认打开的，很多开发者在加载多图片的时候会出现图片错乱的问题《SAFARI ON IOS 5 RANDOMLY SWITCHES IMAGES》，其次Pipelining的安全性和效率问题也被质疑《HTTP Pipelining: A security risk without real performance benefits》
Pipelining未被大规模应用的原因总结如下:
1.因为安全和性能的考虑很多服务器不支持
2.它对性能的提高有限
3.使用时会容易产生bug
4.大文件会阻塞优先级更高的小文件

总结:

Pipelining技术优点和缺陷都比较明显，因为其性能受资源类型、服务器环境、网络环境、客户端环境太多因素的影响，暂时无法提供参考数据，在简单的对比测试中Pipelining技术并不能完全保证接口请求速度的提高，因此如需在项目中使用，建议先进行大范围多次的对照测试，然后再做决定。