前端通訊:ajax設計方案(八)--- 設計請求池,複用請求,讓前端通訊快、更快、再快一點
直接進入主題,本篇文章有點長,包括從設計階段,到摸索階段,再到實現階段,最後全面覆蓋測試階段(包括資料蒐集清洗),還有與主流前端通訊框架進行對比PK階段。
首先介紹一下一些概念:
1. 瀏覽器的併發能力:瀏覽器設計當初就定義了瀏覽器開啟頁面,同時傳送http請求的瞬時數量。這樣設計有很多原因,同時保護瀏覽器和伺服器。具體可以谷歌或者百度關鍵字:瀏覽器併發。
2. 瀏覽器針對伺服器域名請求的併發限制數量:
3. 請求池:類似於資料庫連線池一樣,對資料庫請求連線進行分配管理等等
4. 複用請求:對於生命週期已經結束的請求不進行銷燬,重複利用,減少重新向瀏覽器申請資源,減少通用庫設計中的通用檢查。
引入新功能:連線池
當初為啥要做這個功能:
上次迭代最後留了一個彩蛋,我在一次測試中,傳送完成一個請求之後,將這個請求存到一個變數中,然後又嘗試重新開啟,發現竟然可以傳送出去。好奇心害死貓,我在瀏覽器中用console.time去計算執行這段js程式碼的時間,發現重複使用的請求使用時間大概是前者的一半,甚至更少。既然,他可以這麼優秀,那我為啥不能欲罷不能呢。所以,這一步下去就是一波三折...
摸索思路:
按著當時的設計思路一步一步的來確認
1. 首先確認了一個請求傳送完了之後,可以再次開啟然後傳送。這樣就保證了方向是對的,可以繼續優化下去
2. 其次,對於一個域名,瀏覽器的同時傳送請求的數目就如上面圖片上描述的,主流基本都是6個,所以請求池將基於瀏覽器最大併發做連線的配置,不過因為瀏覽器差異,會將連線池的連線數量做配置進行配置
3. 將這個請求池塞滿配置的請求將是第一任務,對於XMLHttpRequest這個物件,主流的想法都是做一個拷貝,當前淺拷貝是不行的,那就做了一次深度拷貝測試,塞滿請求池。不過,該方案夭折了。
4. 因為請求物件的原型是XMLHttpRequest,這個物件實現了瀏覽器的接口才能通過瀏覽器API傳送http請求,但是深度拷貝的物件是Object,object不實現瀏覽器的介面,所以夭折了,無法直接拷貝,難道我要類似於傳送6次空請求之後去搜集請求池連線嗎?這個是絕對不可能饒恕的行為,所以做了下一步的摸索
5. 如果XMLHttpRequest物件實現了瀏覽器的介面,那麼我們將深度拷貝的物件的原型的指向重新指向到XMLHttpRequest。這樣是不是可以傳送請求了。然後測試了,阿西吧,非法請求,而且對於XMLHttpRequest物件中的response、responseText等熟悉還是隻讀了,重新拷貝賦值瀏覽器報錯,非法,全都是非法。
6. 氣餒了很久,把大腦放空換個思路去解決這個問題。參考了其他類似請求池的設計思路,要麼一開始就做初始化,將池子中的連線一次性生產出來,或者每次建立的連線消費完畢之後再歸入池子中,等待連線滿了之後才啟用連線池。
7. 考慮到前端每個頁面,或者對於現在的每個元件中能傳送請求的數量並不是很大,可能一個路由下就傳送了4-5個請求就解決一個小業務需求,根本達不到啟動請求池的基本配置。其次,通過瀏覽器的performance監控頁面效能,發現初始化的時間就在幾毫秒之間,相對於後期使用加速,這個時間的付出,對於後期的使用是很值得的預算。所以,選擇了第一種方式,一次性初始化請求池,等待呼叫。下面縷清思維,做了更完整和全面的設計。
請求池設計方案:
左邊 -- 生成請求池部分
1. 載入ajax-js庫的時候,通過判斷請求池開關是否開啟,開啟的話就走初始化這一套流程。
2. 建立基於全域性配置的空請求-->copy所需引數-->建立空XMLHttpRequest物件-->合併copy引數到空物件上-->讀取配置數量生成請求池
3. 因為請求池是基於全域性配置生成的請求,所以如果全域性配置變動,將觸發請求池的reload,重新生成。
中間 -- 通過請求池傳送請求的生命週期
1. 請求進來,首先判斷開關是否開啟,開啟的話就先判斷請求池中請求的數量是否還有。
2. 對比引數,是否有額外預設引數的變更(除url、data、successEvent、eroorEvent外),如果有將在請求傳送前進行設定。(例如:request的Header將在每次開啟的時候全部重新置空)
3. 在請求的生命週期結束之後,然後歸還請求池。注意:請求的生命週期結束有很多狀況,傳送錯誤url、timeout超時等在瀏覽器層面就失敗的,以及請求傳送成功時候,非200、304等錯誤,比如4XX或者5XX系列錯誤的生命週期結束
4. 最後判斷是否有排隊的請求,有的話取出再來,沒有直接返回池子
右邊 -- 請求排隊系統
1. 對於請求如果超出請求池數量,請求池肯定無法承載,就算能承載,其實瀏覽器也是將這些超出併發的請求進行排隊,等待一波結束之後再發送。所以有個排隊的系統很重要的啦,來管理請求。
2. 對於超出容量請求,首先排隊。然後,在請求生命結束之後,將會去檢查排隊系統是否還有排隊請求。其次,如果有就進行取出,再走請求的生命週期,如果每頁,那就沒請求啦
程式碼片段展示:
1. 載入類庫時判斷開關,初始化程式碼
1 var outputObj = function () { 2 //雖然在IE6、7上可以支援,但是最好升級你的瀏覽器,畢竟xp已經淘汰,面向未來吧,騷年,和我一起努力吧!! 3 if (tool.getIEVersion() < 7) { 4 //實在不想說:升級你的瀏覽器吧 5 throw new Error("Sorry,please update your browser.(IE8+)"); 6 } 7 8 // 是否開啟連線池 9 if (initParam.pool.isOpen) { 10 tool.createPool() 11 } 12 13 return tempObj; 14 };View Code
2. 建立方法
1 // 建立請求池中連結 2 createPool: function () { 3 // IE 系列不支援傳送請求傳'',所以預設/ 4 tempObj.common({url: '/'}, true) 5 tool.deepCloneXhr(selfData.xhr, initParam.pool.requestNumber) 6 },View Code
3. 拷貝通用引數存入請求池
1 // 拷貝xhr引數 2 deepCloneXhr: function (data, requestNum) { 3 var mapping = { 4 currentUrl: true, 5 onerror: true, 6 onload: true, 7 onreadystatechange: true, 8 ontimeout: true, 9 timeout: true, // IE系列只有open連線之後才支援覆蓋 10 withCredentials: true, 11 xhr_ie8: true 12 } 13 var temp = {} 14 15 for (var key in data) { 16 if (mapping[key]) { 17 if (!isNaN(tool.getIEVersion()) && key !== 'timeout') { 18 temp[key] = data[key] 19 } else { 20 var newKey = '_' + key 21 temp[newKey] = data[key] 22 } 23 } 24 } 25 26 for (var i = 0; i < requestNum; i++) { 27 var nullRequest = tool.createXhrObject() 28 tool.MergeObject(nullRequest, temp) 29 selfData.requestPool.push(nullRequest) 30 } 31 },View Code
4. 使用加速,判斷是否開啟(只舉例post)
1 //非同步post請求 2 post: function (url, data, successEvent, errorEvent, timeoutEvent) { 3 var ajaxParam = { 4 type: "post", 5 url: url, 6 data: data, 7 contentType: '', 8 successEvent: successEvent, 9 errorEvent: errorEvent, 10 timeoutEvent: timeoutEvent 11 }; 12 13 if (initParam.pool.isOpen) { 14 tool.useRequestPool(ajaxParam) 15 } else { 16 tempObj.common(ajaxParam); 17 } 18 },View Code
5. 使用請求池連結,設定基本配置(url,datda,successEvent)
1 // 請求池申請請求使用 2 useRequestPool: function (param) { 3 // 判斷請求池中是否有可用請求 4 if (selfData.requestPool.length !== 0) { 5 var temp = selfData.requestPool.shift(), sendData = '', tempHeader = {} 6 // 賦值操作,將資料捆綁到原型上 7 temp.callback_success = param.successEvent 8 temp.callback_error = param.errorEvent 9 temp.callback_timeout = param.timeoutEvent 10 temp.data = param.data 11 12 // 處理引數 13 switch (param.contentType) { 14 case '': 15 tool.each(tool.MergeObject(param.data, initParam.publicData), function (item, index) { 16 sendData += (index + "=" + item + "&") 17 }); 18 sendData = sendData.slice(0, -1); 19 break 20 case 'json': 21 sendData = JSON.stringify(tool.MergeObject(param.data, initParam.publicData)) 22 break 23 case 'form': 24 if (!tool.isEmptyObject(initParam.publicData)) { 25 tool.each(initParam.publicData, function (item, index) { 26 param.data.append(index, item) 27 }) 28 } 29 sendData = param.data 30 break 31 } 32 33 //判斷請求型別 34 if (param.type === 'get') { 35 temp.open(param.type, tool.checkRealUrl(param.url, temp) + (sendData === '' ? '' : ('?' + sendData))) 36 } else { 37 temp.open(param.type, tool.checkRealUrl(param.url, temp)) 38 } 39 40 param.responseType ? (temp.responseType = param.responseType) : null 41 42 if (!isNaN(tool.getIEVersion())) { 43 temp.timeout = temp._timeout 44 } 45 46 switch (param.contentType) { 47 case '': 48 tempHeader['Content-Type'] = 'application/x-www-form-urlencoded' 49 break 50 case 'json': 51 tempHeader['Content-Type'] = 'application/json' 52 break 53 } 54 55 //設定http協議的頭部 56 tool.each(tool.MergeObject(tempHeader, initParam.requestHeader), function (item, index) { 57 temp.setRequestHeader(index, item) 58 }); 59 60 //傳送請求 61 temp.send(param.type === 'get' ? '' : sendData); 62 } else { 63 // 沒有請求,載入到待發送佇列中 64 selfData.queuePool.push(param) 65 } 66 },View Code
6. 在預設週期中回收連結(onreadystatechange和onload)
1 //xmlhttprequest每次變化一個狀態所監控的事件(可拓展) 2 xhr.onreadystatechange = function () { 3 switch (this.readyState) { 4 case 1://開啟 5 //do something 6 break; 7 case 2://獲取header 8 //do something 9 break; 10 case 3://請求 11 //do something 12 break; 13 case 4://完成 14 //在ie8下面,無xhr的onload事件,只能放在此處處理回撥結果 15 if (this.xhr_ie8) { 16 if (this.status === 200 || this.status === 304) { 17 if (this.responseType == "json") { 18 this.callback_success ? 19 this.callback_success(ajaxSetting.transformResponse(JSON.parse(this.responseText))) : 20 ajaxSetting.successEvent(ajaxSetting.transformResponse(JSON.parse(this.responseText))) 21 } else { 22 this.callback_success ? 23 this.callback_success(ajaxSetting.transformResponse(this.responseText)) : 24 ajaxSetting.successEvent(ajaxSetting.transformResponse(this.responseText)) 25 } 26 } else { 27 // 請求錯誤蒐集 28 tool.uploadAjaxError({ 29 type: 'request', 30 errInfo: JSON.stringify(this.data ? this.data : ajaxSetting.data), 31 errUrl: this.currentUrl, 32 errLine: this.status, 33 Browser: navigator.userAgent 34 }) 35 } 36 // 針對IE8 請求池處理 37 if (ajaxSetting.pool.isOpen) { 38 tool.responseOver(this) 39 } 40 } else { 41 if (this.status === 0) { 42 // 傳送不存在請求,將不會走onload,直接這裡就掛了,請求歸還請求池 43 if (ajaxSetting.pool.isOpen) { 44 tool.responseOver(this) 45 } 46 } 47 } 48 break; 49 } 50 ; 51 };View Code
1 //onload事件(IE8下沒有該事件) 2 xhr.onload = function (e) { 3 if (this.readyState === 4 && (this.status == 200 || this.status == 304)) { 4 /* 5 * ie瀏覽器全系列不支援responseType='json'和response取值,所以在ie下使用JSON.parse進行轉換 6 * */ 7 if (!isNaN(tool.getIEVersion())) { 8 if (this.responseType === 'json') { 9 this.callback_success ? 10 this.callback_success(ajaxSetting.transformResponse(JSON.parse(this.responseText))) : 11 ajaxSetting.successEvent(ajaxSetting.transformResponse(JSON.parse(this.responseText))); 12 } else { 13 this.callback_success ? 14 this.callback_success(ajaxSetting.transformResponse(this.responseText)) : 15 ajaxSetting.successEvent(ajaxSetting.transformResponse(this.responseText)); 16 } 17 } else { 18 this.callback_success ? 19 this.callback_success(ajaxSetting.transformResponse(this.response)) : 20 ajaxSetting.successEvent(ajaxSetting.transformResponse(this.response)); 21 } 22 } else { 23 /* 24 * 這邊為了相容IE8、9的問題,以及請求完成而造成的其他錯誤,比如404等 25 * 如果跨域請求在IE8、9下跨域失敗不走onerror方法 26 * 其他支援了Level 2 的版本 直接走onerror 27 * */ 28 this.callback_error ? 29 this.callback_error(e.currentTarget.status, e.currentTarget.statusText) : 30 ajaxSetting.errorEvent(e.currentTarget.status, e.currentTarget.statusText); 31 32 // 請求錯誤蒐集 33 tool.uploadAjaxError({ 34 type: 'request', 35 errInfo: JSON.stringify(this.data ? this.data : ajaxSetting.data), 36 errUrl: this.currentUrl, 37 errLine: this.status, 38 Browser: navigator.userAgent 39 }) 40 } 41 42 // 生命週期結束之後返回資料池,不繫結狀態(是否為成功或失敗狀態) 43 if (ajaxSetting.pool.isOpen) { 44 tool.responseOver(this) 45 } 46 };View Code
7. 回收方法
1 // 請求週期結束操作 2 responseOver: function (xhr) { 3 selfData.requestPool.push(xhr) 4 if (selfData.queuePool.length > 0) { 5 var tempData = selfData.queuePool.shift() 6 tool.useRequestPool(tempData) 7 } 8 }View Code
以下為測試結果展示(測試覆蓋面:針對主流瀏覽器測試自身不開請求池、開啟請求池、與主流框架axios、jquery的ajax對比,對比精度連續傳送10、100、1000、5000次請求):
chrome(測試單位:微秒):
firefox(測試單位:毫秒) PS:在5000的請求測試下,除了開啟請求池可以正常進行,其他方式全都瀏覽器崩潰
safari(測試單位:微秒):
opera(測試單位:微秒)
edge(測試單位:毫秒)
IE11(測試單位:毫秒)
IE9(測試單位:毫秒)
IE8(測試單位:毫秒) PS:在IE8下面沒有找到axios ie8下執行方案,jquery就不做測試,就做自身對比測試
首先陳述幾個問題:
1. 測試單位取值
使用瀏覽器的console.time方法去取值,在不同瀏覽器獲得的引數不一樣
2. 為什麼不同意取值
因為ajax-js在開啟請求池的用時中達到了0.00X等級,也就是微秒的級別,在折線圖中無法展示,所以增大單位,好看出趨勢
從所有清洗資料獲得的統計圖中總結以下:
1. jquery.ajax速度和效能最慢
2. ajax-js 開啟請求池狀況下,效能最好,最快
3. ajax-js類庫不開啟請求池,相對來說,比jquery中的ajax效能高,但是,不得不承認,axios比ajax-js優秀。
4. ajax-js類庫開啟請求池的狀況下,針對於自身,效能提高至少一倍以上,比axios還快,快很多
資料蒐集在:https://github.com/GerryIsWarrior/ajax/tree/master/ajax-dataCenter/collect
清洗完資料形成的報表:https://github.com/GerryIsWarrior/ajax/tree/master/ajax-dataCenter/collect
資料清洗的工具:https://github.com/GerryIsWarrior/ajax/tree/master/ajax-dataCenter/tool
清洗完成形成的資料報表可以直接開啟,可以更清晰的看資料
此次對外暴露的方法都開啟了請求池加速(開啟全域性加速配置),除了common方法,預留一個未加速通用方法,防止有特殊需求。而且,本次請求池只是針對一個域名的加速,二期,將會增加針對不同域名加速的請求池。
這次的迭代一波三折,中間有很多次走到一半就持續不下去了,但是因為剛開始測試的基礎方向是對的,所以不想放棄,然後都是理順思路一步一步的去走,看自己到底錯在什麼地方,這個方向為什麼不能走。還有為了這次測試,做了大量的資料蒐集,從mac系統和window不停切換,為主流瀏覽器做相容測試和主流框架對比測試資料蒐集。蒐集完成之後,耐心的做資料清洗,將混雜的資料,進行分類歸納,然後找對應報表,最後將資料載入到報表上,做更直觀的展示。
過程是艱難的,結果是值得興奮的。正視自己的不足,axios是一個優秀的框架,速度和效能絕對是很好的。在沒有做請求池優化之前,自己寫的庫達不到那個程度,不過在開啟了請求池之後,在效能和速度方面已經超過了axios,jquery就不談了。在研究前端通訊的過程中收穫了很多很多,從基礎到設計,從底層到優化,沒有什麼是解決不了的問題。認清自己,做更好的自己,沒有什麼是不可能的。
從0-1是艱難的,從99-100更是難上加難。但是,只要去做,終是離那個方向更近一點,前端共勉!!