服务器推送技术Server Push详解

服务器推送技术(Server Push)是最近Web技术中最热门的一个流行术语,它的别名叫Comet(彗星)。它是继AJAX之后又一个倍受追捧的Web技术。服务器推送技术最近的流行与AJAX有着密切的关系。本文详细介绍了服务器推送技术,希望对你有帮助。

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推送技术Server Push的基础思想是将浏览器主动查询信息改为服务器主动发送信息。服务器发送一批数据,浏览器显示这些数据,同时保证与服务器的连接。当服务器需要再次发送一批数据时,浏览器显示数据并保持连接。以后,服务器仍然可以发送批量数据,浏览器继续显示数据,依次类推。

客户端拉曳(Client Pull)

在客户端拖曳技术中,服务器发送一批数据,在HTTP响应或文档头标记中插入指令,让浏览器“在5秒内再次装入这些数据”或“10秒内前往某URL装入数据”。当指定的时间达到时,客户端就按照服务器的指示去做,或者刷新当前数据,或者调入新的数据。

其实push 和 pull 这两种技术手段非常不同,但目的几乎一致,都是为了给最终用户方便的提供最新信息。

在服务器推送技术中,HTTP 连接一直保持着,直到服务器知道自己已结束发送数据并发送一个结束信号,或者客户端中断连接。而在客户端拖曳技术中,并不保持HTTP连接,相反,客户端被告知合时建立新连接,以及建立连接是获取什么数据。

在服务器推送中,奇妙之处在于“multipart/mixed”格式的MIME,它能够使一个报文(或HTTP响应)包含许多数据项、在客户端拖曳中,奇妙之处在于HTTP响应头标(或等效的HTML元素),它能告知客户端在指定的延时时间后执行何种动作。

服务器推送通常效率要比客户端拖曳效率高,因为它不必为后续数据建立新的连接。由于始终保持连接,即使没有数据传输时也是这样,因此服务器必须愿意分配这些TCP/IP端口,对于TCP/IP端口数有限的服务器这将是一个严重的问题。

客户端拖曳效率低,因为这必须每次为传送数据建立新的连接。但是它不必始终保持连接。

在实际情况中,建立HTTP连接通常需要花费相当多的时间,多达一秒甚至更多。因此从性能上考虑,服务器推送对于最终用户更有吸引力,特别是对于需要经常更新信息的情况下。

服务器推送相对客户端拖曳的另一点优势是,服务器推送相对比较容易控制。例如,服务器每一次推送时都保持一个连接,但它又随时可以关闭其中的任何连接,而不需要在服务器上设置特殊的算法。而客户端拖曳在同样的情况下要麻烦许多,它每次要与服务器建立连接,服务器为了处理将客户端拖曳请求与特定的最终用户匹配等情况,需要使用相当麻烦的算法。

如果实现服务器推送的CGI程序是使用Shell脚本语言编写的,有时会存在一些问题。例如,客户端最终用户中断连接,Shell程序通常不能注意到,这将使资源毫无用处的浪费掉,解决这一问题的办法是用Perl或者C来编写这类CGI程序,以使用户中断连接时能够结束运行。

如上所述,在服务器推送中,多个响应中连接始终保持,使服务器可在任何时间发送更多的数据。一个明显的好处是服务器完全能够控制更新数据的时间和频率。另外,这种方法效率高,因为始终保持连接。缺点是保持连接状态会浪费服务器端的资源。服务器推送还比较容易中断。

接下来就大概说说服务器推送技术

服务器在响应请求时,HTTP使用MIME报文格式来封装数据。通常一个HTTP响应只能包含一个数据块。但MIME有一种机制可用一个报文(或HTTP响应)表示将多个数据块,这种机制就是成为“multipart/mixed”的标准MIME类型。multipart/mixed报文大体格式如下:
Content-type:multipart/mixed;boundary=ThisRandomString
--ThisRandomString
Content-type:text/plain
第一个对象的数据。
--ThisRandomString
Content-type:text/plain
第二个对象的数据。
--ThisRandomString-- 

上述报文包括两上数据块,二者的类型都是“text/plain”。最后一个“ThisRandomString”后的两条短线(--)表示报文结束,后面没有数据。

对于服务器推送,使用一个“multipart/mixed”类型的变种--multipart/x-mixed-replace。这里,“x-”表示属于实验类型。“replace”表示每一个新数据块都会代替前一个数据块。也就是说,新数据不是附加到旧数据之后,而是替代它。

下面是实际使用的“multipart/x-mixed-replace”类型:
Content-type:multipart/x-mixed-replace;boundary=ThisRandomString
--ThisRandomString
Content-type:text/plain
第一个对象的数据
--ThisRandomString
Content-type:text/plain
第二个(最后一个)对象的数据。
--ThisRandomString-- 

使用这一技术的关键是,服务器并不是推送整个“multipart/x-mixed-replace”报文,而是每次发送后数据块。

HTTP连接始终保持,因而服务器可以按自己需要的速度和频率推送新数据,两个数据块之间浏览器仅需在当前窗口等候,用户甚至可以到其他窗口做别的事情,当服务器需要发送新数据时,它只是源(ABC输入法没那个字*&^$#)传输管道发送数据块,客户端相应的窗口进行自我更新。

在服务器推送技术中,“multipart/x-mixed-replace”类型的报文由唯一的边界线组成,这些边界线分割每个数据块。每个数据块都有自己的头标,因而能够指定对象相关的内容类型和其他信息。由于“multipart/x-mixed-replace”的特性是每一新数据块取代前一数据对象,因而浏览器中总是显示最新的数据对象。  

“multipart/x-mixed-replace”报文没有结尾。也就是说,服务器可以永远保持连接,并发送所需的数据。如果用户不再在浏览器窗口中显示数据流,或者浏览器到服务器间的连接中间(例如用户按“STOP”按钮),服务器的推送才会中断。这是人们使用服务器推送的典型方式。

当浏览器发现“Content-type”头标或到达头标结束处时,浏览器窗口中的前一个文档被清除,并开始显示下一个文档。发现下一个报文边界时,就认为当前数据块(文档)已经结束。 

总之,服务器推送的数据由一组头标(通常包括“Content-type”)、数据本身和分割符(报文边界)三部分组成。浏览器看到分割符时,它保持状态不变,直到下一个数据块到达。

将以上概念进行用编程方法实现,就可以得到实际的服务器推送程序。例如,下面的Unix shell程序将使浏览器每5秒显示一次服务器上的进程列表:
#!/bin/sh
echo "HTTP/1.1 200"
echo "Content-type: multipart/x-mixed-replace;boundary=--ThisRandomString--"
echo ""
echo "--ThisRandomString--"
while true
do
echo "Content-type: text/html"
echo ""
echo "h2Processes on this machine updated every 5 seconds/h2"
echo "time:"
date
echo "p"
echo "plaintext"
ps -el
echo "--ThisRandomString--"
sleep 5
done  

注意到,边界设置在sleep语句之前发送,这能够确保浏览器清除其缓冲区,并显示所接收到的最新数据。
NCSA HTTPD用户在内容类型中不能使用空格,包括边界参数。NCSA HTTPD只能将不带空格字符的字符串作为内容类型。如果在内容类型行中存在空格(冒号后面的空格除外),空格后的任何文本都会被删除。

下面的示例是正确的:
Content-type: multipart/x-mixed-replace;boundary=ThisRandomString
而下例则不能正常工作,因为它在中间有空格:
Content-type: multipart/x-mixed-replace; boundary=ThisRandomString

服务器推送的另一个优点是它可以针对单个内联图象进行。包括图象的文档可以由服务器定时或定周期进行更新。而实现这一点非常简单:只需使IMG元素的SRC属性指向推送一系列图象的URL即可。

如果服务器推送用于单个内联图象,文档中的图象就会一次次被新推送来的图象所代替,而文档本身不需变化(假设文档没有进行服务器推送)。这样,WEB页面中有限的动画就可以为静态画面所代替。

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