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HTTP/2 并发请求限制 ​

TIP

  • 限制最终由浏览器决定：虽然服务器可以建议并发数，但浏览器内部存在一个硬性上限，最终生效的并发数是 服务器许可值 与 浏览器硬性上限 中的较小者决定的。
  • chrome 的限制策略：chrome 浏览器的行为分为两个阶段：
    1. 初始默认值：在未收到服务器明确指示时，遵循 http2 规范建议，默认采用 100 个并发流作为初始值。
    2. 硬性上限值：无论服务器许可多少并发流，chrome 内部存在一个绝对的、不可逾越的上限，这个值是 256。

背景要知 ​

客户端 和 服务器 可以启动的流的数量不是无限的，是由每个对等方在连接开始时发送的 SETTINGS 帧的 SETTINGS_MAX_CONCURRENT_STREAMS 参数规定：section 6.5.2 of RFC 7540， 默认值为无限制，并且 RFC 有以下建议：

It is recommended that this value be no smaller than 100, so as to not unnecessarily limit parallelism.

建议这个值不小于 100，以避免不必要的并行限制。

Node.js 对并发流数量的限制 ​

node.js 的 peerMaxConcurrentStreams 配置项描述如下：

Sets the maximum number of concurrent streams for the remote peer as if a SETTINGS frame had been received. Will be overridden if the remote peer sets its own value for maxConcurrentStreams. Default: 100.

设置远程对等方作为如果收到 SETTINGS 帧而看到的最大并发流数。如果远程对等方设置了自己的 maxConcurrentStreams 值，则将覆盖此值。默认值：100。

peerMaxConcurrentStreams 是一个启动阶段的、对对方能力的、临时的、安全的默认限制，确保了在双方完成握手和能力交换之前，通信能够有序、安全地开始。

可以通过修改 maxConcurrentStreams 配置项来限制并发流数量。

Specifies the maximum number of concurrent streams permitted on an Http2Session. There is no default value which implies, at least theoretically, 232-1 streams may be open concurrently at any given time in an Http2Session. The minimum value is 0. The maximum allowed value is 232-1. Default: 4294967295.

指定在 Http2Session 上允许的最大并发流数。没有默认值，这意味着在任何给定时间理论上最多可以打开 2^32-1 个并发流。最小值为 0。最大允许值为 2^32-1。默认值：4294967295。

接下来探索下 chrome 浏览器在 http/2 连接中，对并发流数量的限制策略。

Chrome 对并发流数量的限制 ​

测试环境 ​

  1. 版本限制

    • chrome：137.0.7151.104 (Official Build) (arm64)
    • node.js：22.14.0

  2. 测试场景

    • 客户端：创建一个 html 页面 (index.html)，通过 javascript 发起大量对上述延迟接口的请求。
    • 服务器端：使用 node.js 创建了一个本地 http/2 服务器 (server.js)，该服务器能提供一个对请求进行短暂延迟（1000ms）响应的接口 (/slow-resource)。

  3. 测试源码

html
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>HTTP/2 并发请求限制测试</title>
    <style>
      body {
        font-family: -apple-system, BlinkMacSystemFont, 'Segoe UI', Roboto,
          'Helvetica Neue', Arial, sans-serif;
        line-height: 1.6;
        color: #333;
        max-width: 800px;
        margin: 20px auto;
        padding: 0 20px;
        background-color: #f9f9f9;
      }
      h1 {
        color: #111;
        text-align: center;
      }
      .container {
        background-color: #fff;
        padding: 30px;
        border-radius: 8px;
        box-shadow: 0 2px 10px rgba(0, 0, 0, 0.05);
      }
      button {
        display: block;
        width: 100%;
        padding: 15px;
        font-size: 1.2em;
        font-weight: bold;
        color: #fff;
        background-color: #007bff;
        border: none;
        border-radius: 5px;
        cursor: pointer;
        transition: background-color 0.3s;
      }
      button:hover {
        background-color: #0056b3;
      }
      button:disabled {
        background-color: #cccccc;
        cursor: not-allowed;
      }
      #status {
        margin-top: 20px;
        padding: 15px;
        border-radius: 5px;
        text-align: center;
        font-weight: bold;
      }
      .status-info {
        background-color: #e9f7ef;
        color: #1d643b;
      }
      .status-done {
        background-color: #d4edda;
        color: #155724;
      }
      ol {
        padding-left: 20px;
      }
      li {
        margin-bottom: 10px;
      }
    </style>
  </head>
  <body>
    <div class="container">
      <h1>HTTP/2 并发请求限制测试</h1>
      <p>
        此页面用于验证浏览器对单个HTTP/2连接的并发请求数量限制(通常为100)。
      </p>

      <h3>操作步骤：</h3>
      <ol>
        <li>
          <b>打开开发者工具</b> (按 <code>F12</code> 或
          <code>Ctrl+Shift+I</code>)。
        </li>
        <li>切换到 <b>网络 (Network)</b> 面板。</li>
        <li>点击下方的"开始测试"按钮。</li>
        <li>
          观察网络瀑布图。你会看到大约前100个请求被立即发送,
          而后续的请求会显示为"已停止(Stalled)"或"排队中(Queued)"，直到前面的请求完成。
        </li>
      </ol>

      <button id="test-btn">开始测试</button>
      <div id="status"></div>
    </div>

    <script>
      const testButton = document.getElementById('test-btn');
      const statusDiv = document.getElementById('status');
      const TOTAL_REQUESTS = 300;

      testButton.addEventListener('click', async () => {
        testButton.disabled = true;
        statusDiv.textContent = `准备发送 ${TOTAL_REQUESTS} 个请求...`;
        statusDiv.className = 'status-info';

        console.clear();
        console.log(`--- 测试开始，将发送 ${TOTAL_REQUESTS} 个请求 ---`);

        const requests = [];
        for (let i = 1; i <= TOTAL_REQUESTS; i++) {
          const requestPromise = fetch(`/slow-resource?id=${i}`)
            .then(response => {
              if (!response.ok) {
                console.error(`请求 #${i} 失败:`, response.statusText);
              }
              return response.text();
            })
            .catch(err => {
              console.error(`请求 #${i} 发生网络错误:`, err);
            });
          requests.push(requestPromise);
        }

        await Promise.all(requests);

        console.log(`--- 所有 ${TOTAL_REQUESTS} 个请求已完成 ---`);
        statusDiv.textContent = `测试完成！所有 ${TOTAL_REQUESTS} 个请求均已发送并收到响应。请检查网络瀑布图。`;
        statusDiv.className = 'status-done';
        testButton.disabled = false;
      });
    </script>
  </body>
</html>
js
const http2 = require('http2');
const fs = require('fs');
const path = require('path');

const PORT = 8443;
const SLOW_RESPONSE_DELAY_MS = 1000;

let options;
try {
  options = {
    key: fs.readFileSync('localhost-privkey.pem'),
    cert: fs.readFileSync('localhost-cert.pem'),
  };
} catch (e) {
  console.error(
    'Please ensure you have run the following command in the project root:'
  );
  console.error(
    "openssl req -x509 -newkey rsa:2048 -nodes -sha256 -subj '/CN=localhost' -keyout localhost-privkey.pem -out localhost-cert.pem"
  );
  process.exit(1);
}

console.log('Starting HTTP/2 server...');

const server = http2.createSecureServer(options, (req, res) => {
  const protocol = req.stream.session.alpnProtocol;
  console.log(`收到请求: ${req.url} (协议: ${protocol})`);

  if (req.url === '/') {
    res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8' });
    fs.createReadStream(path.join(__dirname, 'index.html')).pipe(res);
  } else if (req.url.startsWith('/slow-resource')) {
    setTimeout(() => {
      res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/plain' });
      res.end('OK');
    }, SLOW_RESPONSE_DELAY_MS);
  } else {
    res.writeHead(404);
    res.end('Not Found');
  }
});

server.on('error', err => console.error(err));

server.listen(PORT, () => {
  console.log(`Listening on https://localhost:${PORT}`);
});

基线测试 ​

  • 配置：服务器端未对并发流数量做任何特殊配置，采用 node.js 的默认值。

  • 观察：在浏览器开发者工具的网络面板中，观测到大约在第 100 个请求之后，后续请求开始出现明显的 排队（Stalled/Queued）现象。

  • 分析：此阶段结果存在模糊性。因为 node.js 和 chrome 的默认并发流限制 恰好都是 100，无法判断瓶颈究竟在哪一方。

解除服务器限制，隔离浏览器 ​

  • 配置：修改 server.js，在创建 http/2 服务器时，明确地将最大并发流数设置为一个远超默认值（如300）的许可值。

    javascript
    const options = {
  // ... key 和 cert ...
  settings: {
    maxConcurrentStreams: 300
  }
};

    排除了服务器端成为性能瓶颈的可能性。如果此时观察到的并发数仍低于 300，则可确认限制来自于浏览器。

  • 观察：在浏览器开发者工具的网络面板中，请求在达到 第 256 个 之后，第 257 个请求开始出现显著的 排队 现象。

  • 分析：限制源于浏览器，且其硬性上限为 256。

Chromium 源代码分析 ​

为了给实验结论提供最权威的支撑，对 Chromium 核心 网络模块 源代码进行了分析。

  • 初始默认值 (spdy_session.h) 在该头文件中，找到了初始并发数的定义：

    spdy_session.h
    cpp
    // Maximum number of concurrent streams we will create, unless the server
// sends a SETTINGS frame with a different value.
const size_t kInitialMaxConcurrentStreams = 100;

    这证实了 chrome 在连接建立之初，遵循规范，以 100 作为默认值。

  • 硬性上限 (spdy_session.cc) 在实现文件中，找到了硬性上限的定义：

    spdy_session.cc
    cpp
    // The maximum number of concurrent streams we will ever create.  Even if
// the server permits more, we will never exceed this limit.
const size_t kMaxConcurrentStreamLimit = 256;

    注释明确指出，即使服务器允许更多，浏览器也绝不会超过 256 这个限制。

  • 决策逻辑 (spdy_session.cc) 在处理服务器 SETTINGS 帧的 HandleSetting 函数中，看到了应用该上限的具体逻辑：

    spdy_session.cc
    cpp
    case spdy::SETTINGS_MAX_CONCURRENT_STREAMS:
  max_concurrent_streams_ =
      std::min(static_cast<size_t>(value), kMaxConcurrentStreamLimit);
  ProcessPendingStreamRequests();
  break;

    最终生效的并发数 (max_concurrent_streams_) 是服务器提供的值 (value) 和硬性上限 (kMaxConcurrentStreamLimit) 中的 较小者。这与我们的实验结果 min(300, 256) = 256 是吻合的。

结论 ​

chrome 浏览器对于单个 HTTP/2 连接的并发请求数限制，采用的是一种 礼貌协商，底线坚守 的策略。以 100 个并发流作为 初始值 与服务器协商，并愿意听从服务器通过 SETTINGS 帧提出的更高建议，但其自身内置了一个 256 个并发流的绝对硬性上限，任何来自服务器的更高请求都将被此上限所限制。

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