网络开发优化：请求合并

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今天，xjjdog 来分享网络开发中的一个超级技巧。它可以把两个请求合并为一个请求，使得服务在弱网环境中性能得到极大的改善。

说开了很容易，但却很难想到。

如果我有大量的物联网设备，比如说 100 万台。如果这些设备平均每 10 秒产生一个请求，那么 QPS 就是 10W，这对于任何公司来说都是一个不小的规模了。

涉及到交易等有变更的需求，为了实现幂等操作，通常会提前申请一个交易号 (或者说 token)，来进行唯一的交易请求。

这样，完成一个交易，需要至少发起两个请求。一个是申请 token，一个是拿着 token 做交易。

虽然说生成 token 很快，但它是从网络上传输的。且不说现在都是异步模型，就拿网络延迟来说，就是一个大的问题。它可能硬生生的把服务质量给降了下去，增加了不确定性，也增加了编码的复杂性。

有什么办法来加快这个过程吗?

大多数人都知道，TCP 有三次握手和四次挥手的机制。这种冗长的对话虽然保证了连接的可靠性，但却损失了不少性能。HTTP 从一到三各个版本，都是在尽量减少 HTTP 连接的个数，也在减少交互的次数。

在比较早的 HTTP1.0 实现中，如果需要从服务端获取大量资源，会开启 N 条 TCP 短链接，并行的获取信息。但由于 TCP 的三次握手和四次挥手机制，在连接数量增加的时候，整体的代价就变得比较大

在 HTTP/1.1 中，通过复用长连接，来改善这个情况，但问题是，由于 TCP 的消息确认机制和顺序机制以及流量控制策略的原因，资源获取必须要排队使用。一个请求，需要等待另外一个请求传输完毕，才能开始

HTTP/ 2 采用多路复用，多个资源可以共用一个连接。但它解决的只是应用层的复用，在 TCP 的传输上依然是阻塞的，后面的资源需要等待前面的传输完毕才能继续。这就是队头阻塞现象 (Head-of-line blocking)

QUIC，也就是 HTTP3，抽象出了一个 stream(流) 的概念，多个流，可以复用一条连接，那么滑动窗口这些概念就不用作用在连接上了，而是作用在 stream 上。由于 UDP 只管发送不管成功与否的特性，这些数据包的传输就能够并发执行。协议的 server 端，会解析并缓存这些数据包，进行组装和整理等。由于抽象出了 stream 的概念，就使得某个数据包传输失败，只会影响单个 stream 的准确性，而不是整个连接的准确性。

其实，我们参考 TCP 的三次握手就可以了。TCP 的握手和挥手流程都差不多，但为什么握手是三次，但挥手是四次呢?

原因就是 TCP 把 SYN 和 ACK 两个报文，合并成一个返回了。

我们可以把 token 看作是序列号，然后把它黏贴在正常的请求里返回就可以了。

比如，原来的请求是。

request: /getToken
response: 
{"token": "12345"}

request: /postOrder
{
    "token": "12345",
    "other": {}}

response:
{"status": 200}

合并后的请求是。

request: /postOrder
{
    "token": "12345",
    "other": {}}

response:
{
    "status": 200,
    "token": "12346"
}

只需要在每次请求返回的时候，不论成功还是失败，都附加一个新的 token 到客户端。客户端缓存这个 token，然后发起下个请求。

通过这个方法，就可以把两个请求合并为 1 个请求，完成我们的优化目标。

在网络编程中，减少网络交互是一个非常重要的优化，尤其是在弱网环境中。虽然这个技巧很简单，但它很难被想到。优化效果也是巨大的，毕竟减少了一次网络交互。

它有一个响亮的名字，那就是三连环。意味着前后请求的衔接，永不断环。

作者简介：小姐姐味道 (xjjdog)，一个不允许程序员走弯路的公众号。聚焦基础架构和 Linux。十年架构，日百亿流量，与你探讨高并发世界，给你不一样的味道。

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