bigpipe
- 技术背景 facebook页面加载技术 试想这样一个场景，一个经常访问的网站，每次打开它的 页面都要要花费6 秒；同时另外一个网站提供了相似的服务，但响应时间只需3 秒，那么你会如何选择呢？数据表明，如果用户打开一个网站，等待3~4 秒还没有任何反应，他们会变得急躁，焦虑，抱怨，甚至关闭网页并且不再访问，这是非常糟糕的情况。所以，网页加载的速度十分重要,尤其对于拥有遍布全球的 5亿用户的Facebook(全球最大的社交服务网站)这样的大型网站，有着大量并发请求、海量数据等客观情况，速度就成了必须攻克的难题之一。
2010 年初的时候，Facebook 的前端性能研究小组开始了他们的优化项目，经过了六个月的努力，成功的将个人空间主页面加载耗时由原来的5 秒减少为现在的2.5 秒。这是一个非常了不起的成就，也给用户来带来了很好的体验。在优化项目中，工程师提出了一种新的页面加载技术，称之为Bigpipe。目前淘宝和 Facebook 面临的问题非常相似：海量数据和页面过大，如果可以在详情页、列表页中使用bigpipe，或者在webx中集成bigpipe，将会带来明显的页面加载 速度提升。
- 相关介绍 2.1 网站前端优化的重要性
《高性能网站建设指南》一书中指出，只有 10%~20%的最终用户响应时间是花费在从Web 服务器获取HTML 文档并传送到浏览器中的。如果希望能够有效地减少页面的响应时间，就必须关注剩余的80%~90%的最终用户体验。做个比较，如果对后台业务逻辑进行优 化，效率提高了50%，但最终的页面响应时间只减少了5%~10%，因为它所占的比重较少。如果对前端进行性能优化，效率提升50%，则会使最终页面响应 时间减少40%~45%。这是多么可观的数字！另外，前端的性能优化一般比业务逻辑的优化更加容易。所以，前端优化投入小，见效快，性价比极高，需要投入 更多的关注。
2.2 BigPipe与AJAX
Web2.0的重要特征是网页显示大量动态内容，即 web2.0注重网页与用户的交互。其核心技术是AJAX，如今所有主流网站都或多或少使用AJAX。与AJAX类似，BigPipe 实现了分块儿的概念，使页面能够分步输出，即每次输出一部分网页内容。接下来讨论BigPipe 与AJAX 的区别。
简单的说，BigPipe 比AJAX 有三个好处：
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AJAX 的核心是XMLHttprequest，客户端需要异步的向服务器端发送请求，然后将传送过来的内容动态添加到网页上。如此实现存在一些缺陷，即发送往返 请求需要耗费时间，而BigPipe 技术使浏览器并不需要发送XMLHttpRequest 请求，这样就节省时间损耗。
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使用AJAX时，浏览器和服务器的工作顺序执行。服务器必须等待浏览器的请求，这样就会造成服务器的空闲。浏览器工作时，服务器在等待，而服务器工作时， 浏览器在等待，这也是一种性能的浪费。使用BigPipe，浏览器和服务器可以并行同时工作，服务器不需要等待浏览器的请求，而是一直处于加载页面内容的 工作阶段，这就会使效率得到更大的提高。
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减少浏览器发送到请求。对一个5亿用户的网站来说，减少了使用AJAX额外带来的请求，会减少服务器的负载，同样会带来很大的性能提升。
基于以上三点，Facebook 在进行页面优化时采用了BigPipe 技术。目前淘宝主搜索结果页中，需要加载类目，相关搜索，宝贝列表，广告等内容，前端这里使用php 的curl 的批处理来并发的访问引擎获取相应的数据，并进行分步输出。这种模式还是与bigpipe有些不同，这点后面会讲到。一般来讲，在页面比较大，而且比较复 杂，样式表和脚本比较多的情况下，使用BigPipe 来优化输出页面是比较合适的。另外非常重要的一点，BigPipe 并不改变浏览器的结构与网络协议，仅使用JS就可以实现，用户不需要做任何的设置，就会看到明显的访问时间缩短。
3 目前的问题 接下来讨论现有的瓶颈。面对网页越来越大的情况，尤其是大量的css 文件和js 文件需要加载，传统的页面加载模型很难满足这样的需求，直接结果就是页面加载速度变慢，这绝不是我们希望看到的。目前的技术实现中，用户提出页面访问请求后，页面的完整加载流程如下：
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用户访问网页，浏览器发送一个HTTP 请求到网络服务器
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服务器解析这个请求，然后从存储层去数据，接着生成一个html 文件内容，并在一个HTTP response 中把它传送给客户端
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HTTP response 在网络中传输
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浏览器解析这个Response ，创建一个DOM 树，然后下载所需的CSS 和JS文件
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下载完CSS 文件后，浏览器解析他们并且应用在相应的内容上
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下载完JS 后，浏览器解析和执行他们
图1.
完整流程见图1.图中左侧表示服务器，右侧表示浏览 器。浏览器先发送请求，然后服务器进行查找数据，生成页面，返回html 代码，最后浏览器进行渲染页面。这种模式有非常明显的缺陷：流程中的操作有着严格的顺序，如果前面的一个操作没有执行结束，后面的操作就不能执行，即操作 之间是不能重叠。这样就造成性能的瓶颈：服务器生成一个页面的内容时，浏览器是空闲的，显示空白内容；而当浏览器加载渲染页面内容时，服务器又是空闲的， 时间与性能的浪费由此产生。
图2.
考虑图2 中现有的服务模型，横轴表示花费的时间。黄色表示在服务器的生成页面内容的时间，白色表示网络传输时间，蓝色表示在浏览器渲染页面的时间。可以看出，现有 的模式造成很大的时间浪费。 考虑图3 中的情况，图中绿色表示服务器从春储层取查数据花费的时间，在海量数据下，当执行一条很费时的查询语句时（如下图右侧），服务器就就阻塞在那 里没有其他操作，而浏览器更是得不到任何反馈。这会造成非常不友好的用户体验，用户不知道什么原因使他们等待很长时间。
图3.
4 BigPipe思想与原理 面对上述问题，我们看下BigPipe的解决办法。 BigPipe提出分块的概念，即根据页面内容位置的不同，将整个页面分成不同的块儿– 称为pagelet。该技术的设计者Changhao Jiang 是研究电子电路的博士，可能从微机上得到了启发，将众多pagelet加载的不同阶段像流水线一样在浏览器和服务器上执行，这样就做到了浏览器和服务器的 并行化，从而达到重叠服务器端运行时间和浏览器端运行时间的目的。使用BigPipe 不仅可以节省时间，使加载的时间缩短，而且可以同过pagelet的分步输出，使一部分的页面内容更快的输出，从而获得更好的用户体验。BigPipe 中，用户提出页面访问请求后，页面的完整加载流程如下:
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Request parsing：服务器解析和检查http request
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Datafetching：服务器从存储层获取数据
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Markup generation：服务器生成html 标记
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Network transport ： 网络传输response
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CSS downloading：浏览器下载CSS
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DOM tree construction and CSS styling:浏览器生成DOM 树，并且使用CSS
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javaScript downloading: 浏览器下载页面引用的JS 文件
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JavaScript execution: 浏览器执行页面JS代码
这个8 个流程几乎与上文中提到现有的模式没有区别，但这整个流程只是一个pagelet 的完整流程，而多个pagelet 的不同操作阶段就可以像流水线一样进行执行了。
图4
图4 中，可以看出BigPipe 对原有的模式进行的改进。浏览器发送访问请求，然后浏览器分步返回不同的pagelet的内容，具体实现将在后面介绍.考虑图5中的改进，BigPipe 打破了原有的顺序执行，将页面分成不同的pagelet ，如此一来，所有的pagelet 的执行时间累加起来还是原有的时间。但是， 通过叠加不同pagelet 的不同阶段的执行时间，使总的运行时间大大减少，这就是Bigpipe减少页面加载时间的秘密。
FaceBook的页面被分成了很多不同的pagelets，如图：
图5
8 结论
经过上面的讨论，我们可以发现，使用BigPipe 技术优化页面可以有四个好处：
1． 减少页面的加载时间
2． 使页面分步输出，改善用户体验
3． 使页面结构化，提高可读性，更加便于维护
4． 每个pagelet 都是相互独立的，如果有一个pagelet 的内容不能加载，并不会影响其他的pagelet 的内容显示。
同时，BigPipe 是一项比较新的理念， 在去年六月份才由Facebook 的工程师提出，应该说有很大的发展空间。BigPipe 的原理非常简单，并不会引入很多额外的负担，适用范围很广，容易上手。几乎所有的网页都可以采用BigPipe 的理念去进行优化，尤其对于是有着海量数据和网页比较大的网站，将会以低成本带来高回报。一般来讲，网站越大，脚本和样式表越多，浏览器版本越旧，网络环 境越差，优化的结果越可观。
9 引用与参考资料
1.作者的博客：http://www.facebook.com/note.php?note_id=389414033919
2.bigpipe技术的ppt：http://twork.taobao.net/books/237
3.bigpipe的java实现:http://codemonkeyism.com/facebook-bigpipe-java/
4.一篇介绍bigpipe的文章：http://www.54chen.com/architecture/rose-pipe-http-54chen.html
5.另一篇挺有用的文章：http://www.cnblogs.com/BearsTaR/archive/2010/06/18/facebook_html_chunk.html
6.人人网类似bigpipe的技术–rosepipe：http://www.54chen.com/architecture/rose-open-source-portal-framework.html
7．《高性能网站建设指南》by Steve Souder， Copyright 2007 Steve Sounder， 978-0-596- 52930-7
转载于:https://my.oschina.net/u/2249726/blog/605890