网络优化

作者: zcwfeng | 来源:发表于2020-11-04 00:39 被阅读0次

    DNS 优化

    DNS(Domain Name System),它的作用是根据域名查出IP地址,它是HTTP协议的前提,只有将域名正确的解析成IP地址后,后面的HTTP流程才能进行。

    DNS 完整的解析流程很长,会先从本地系统缓存取,若没有就到最近的 DNS 服务器取,若没有再到主域名服务器取,每一层都缓存,但为了域名解析的实时性,每一层缓存都有过期时间。 传统的DNS解析机制有几个缺点:

    缓存时间设置得长,域名更新不及时,设置得短,大量 DNS 解析请求影响请求速度;
    域名劫持,容易被中间人攻击,或被运营商劫持,把域名解析到第三方 IP 地址,据统计劫持率会达到7%; DNS 解析过程不受控制,无法保证解析到最快的IP;
    一次请求只能解析一个域名。

    dns.png

    为了解决这些问题,就有了 HTTPDNS,原理很简单,就是自己做域名解析的工作,通过 HTTP 请求后台去拿到域 名对应的 IP 地址,直接解决上述所有问题。

    HTTPDNS的好处总结就是:

    • Local DNS 劫持:由于 HttpDns 是通过 IP 直接请求 HTTP 获取服务器 A 记录地址,不存在向本地运营商询问 domain 解析过程,所以从根本避免了劫持问题。

    • DNS 解析由自己控制,可以确保根据用户所在地返回就近的 IP 地址,或根据客户端测速结果使用速度最快的 IP;

    • 一次请求可以解析多个域名。

    HTTPDNS 几乎成为中大型 APP 的标配。解决了第一个问题, DNS 解析耗时的问题,顺便把DNS 劫持也解决了。

    参考阿里HttpDNS

    连接优化

    第二个问题,连接建立耗时的问题,这里主要的优化思路是复用连接,不用每次请求都重新建立连接,如何更有效 率地复用连接,可以说是网络请求速度优化里最主要的点了。

    【keep-alive】: HTTP 协议里有个 keep-alive,HTTP1.1默认开启,一定程度上缓解了每次请求都要进行TCP三 次握手建立连接的耗时。原理是请求完成后不立即释放连接,而是放入连接池中,若这时有另一个请求要发出,请 求的域名和端口是一样的,就直接拿出连接池中的连接进行发送和接收数据,少了建立连接的耗时。 实际上现在无 论是客户端还是浏览器都默认开启了keep-alive,对同个域名不会再有每发一个请求就进行一次建连的情况,纯短 连接已经不存在了。

    但有 keep-alive 的连接一次只能发送接收一个请求,在上一个请求处理完成之前,无法接受新的请求。若同时发 起多个请求,就有两种情况:

    • 若串行发送请求,可以一直复用一个连接,但速度很慢,每个请求都要等待上个请求完成再进行发送。
    • 若并行发送请求,那么只能每个请求都要进行tcp三次握手建立新的连接。

    对并行请求的问题,新一代协议 HTTP2 提出了多路复用去解决。 HTTP2 的多路复用机制一样是复用连接,但它复 用的这条连接支持同时处理多条请求,所有请求都可以并发在这条连接上进行,也就解决了上面说的并发请求需要 建立多条连接带来的问题。

    多路复用把在连接里传输的数据都封装成一个个stream,每个stream都有标识,stream的发送和接收可以是乱序 的,不依赖顺序,也就不会有阻塞的问题,接收端可以根据stream的标识去区分属于哪个请求,再进行数据拼接, 得到最终数据。

    Android 的开源网络库OKhttp默认就会开启 keep-alive ,并且在Okhttp3以上版本也支持了 HTTP2。

    数据压缩

    第三个问题,传输数据大小的问题。数据对请求速度的影响分两方面,一是压缩率,二是解压序列化反序列化的速 度。

    目前最流行的两种数据格式是 json 和 protobuf,json 是字符串,protobuf 是二进制,即使用各种压缩算法 压缩后,protobuf 仍会比 json 小,数据量上 protobuf 有优势,序列化速度 protobuf 也有一些优势 。

    https://github.com/protocolbuffers/protobuf/blob/master/java/lite.md

    除了选择不同的序列化方式(数据格式)之外,Http可以对内容(也就是body部分)进行编码,可以采用gzip这 样的编码,从而达到压缩的目的。
    在OKhttp的 BridgeInterceptor 中会自动为我们开启gzip解压的支持。

    
    boolean transparentGzip = false;
    if (userRequest.header("Accept-Encoding") == null && userRequest.header("Range") == null) {
        transparentGzip = true;
        requestBuilder.header("Accept-Encoding", "gzip"); 
    }
    

    如果服务器响应头存在: Content-Encodin:gzip

     
    //服务器响应 Content-Encodin:gzip 并且有响应body数据
    if(transparentGzip&&"gzip".equalsIgnoreCase(networkResponse.header("Content-Encoding"))
                &&HttpHeaders.hasBody(networkResponse))
    
        {
            GzipSource responseBody = new GzipSource(networkResponse.body().source());
            Headers strippedHeaders = networkResponse.headers().newBuilder()
                    .removeAll("Content-Encoding").removeAll("Content-Length").build();
            responseBuilder.headers(strippedHeaders);
            String contentType = networkResponse.header("Content-Type");
            responseBuilder.body(new RealResponseBody(contentType, -1L, Okio.buffer(responseBody)));
        }
    

    客户端也可以发送压缩数据给服务端,通过代码将请求数据压缩,并在请求中加入 Content-Encodin:gzip 即可。

    private RequestBody gzip(final RequestBody body) {
            return new RequestBody() {
                @Override
                public MediaType contentType() {
                    return body.contentType();
                }
    
                @Override
                public long contentLength() {
                    return -1; // We don't know the compressed length in advance!
                }
    
                @Override
                public void writeTo(BufferedSink sink) throws IOException {
                    BufferedSink gzipSink = Okio.buffer(new GzipSink(sink));
                    body.writeTo(gzipSink);
                    gzipSink.close();
                }
            };
            public RequestBody getGzipRequest (String body){
                RequestBody request = null;
                try {
                    request = RequestBody.create(
                            MediaType.parse("application/octet-stream"), compress(body));
                } catch (IOException e) {
    
                    e.printStackTrace();
                }
                return request;
            }
    
        }
    

    其他

    1、使用webp代替png/jpg 2、不同网络的不同图片下发,如(对于原图是300x300的图片):

    2/3G使用低清晰度图片:使用100X100的图片; 4G再判断信号强度为强则使用使用300X300的图片,为中等则使用200x200,信号弱则使用100x100图片; WiFi网络:直接下发300X300的图片

    3、http开启缓存 / 首页数据加入缓存

    网络模拟工具:https://github.com/didi/DoraemonKit

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