在網絡的早期時期，人們發送的文件大小僅為幾KB。到了2023年，我們享受著高分辨率的MB級別圖像，并在幾GB的4K(即將是8K)視頻中觀看。

即使有良好的互聯網連接，下載一個5GB的文件仍然需要一些時間。如果你擁有Xbox或PlayStation，你就知道這種感覺。

我們有三種方法可以通過HTTP縮短發送大量數據的時間：

• 壓縮數據
• 發送分塊數據
• 請求選擇范圍內的數據

它們并不是互斥的。你可以根據用例一起使用所有方法。

壓縮數據

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要壓縮數據，我們需要壓縮算法。

在發送請求時，瀏覽器會包含一個名為Accept-Encoding的頭，其中包含支持的壓縮算法列表，包括gzip(GZIP)、compress、deflate和br(Brotli)。

接下來，服務器從列表中選擇其支持的算法，并在Content-Encoding頭中設置算法名稱。

當瀏覽器接收到響應時，它知道如何解析正文中的數據。

在這些算法中，最流行的是GZIP。它是壓縮文本數據(如HTML、CSS和JavaScript)的絕佳選擇。

Brotli是另一個值得一提的算法。它在壓縮HTML方面的性能甚至比GZIP更好。

這些高效的算法有一些限制。

它們對文本的壓縮效果很好，但對于壓縮圖像或視頻來說則不足夠。畢竟，媒體已經過了優化。

試著在你的計算機上壓縮一個視頻文件。在壓縮之前和之后，你幾乎看不到太大的區別。

此外，幾乎不可能將一個5GB的視頻壓縮到幾KB而不損失質量。

壓縮是好的，但我們需要一個更好的解決方案——將文件分塊發送并在客戶端組裝部分數據。

發送分塊數據

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在版本1.1中，HTTP引入了分塊數據以處理大數據情況。

在發送響應時，服務器添加一個頭Transfer-Encoding: chunked，讓瀏覽器知道數據是分塊傳輸的。

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每個分塊數據都有以下組件：

• 一個長度塊標記，標記當前分塊數據的長度
• 分塊數據塊
• 在每個塊的末尾的CRLF分隔符

想知道CRLF是什么嗎?

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CR緊接著LF(CRLF，\r\n，或0x0D0A)將光標移動到下一行，然后移到行的開頭。 在本文末尾的進一步閱讀部分，你可以找到更多詳細信息。在這里，你可以簡單地將其視為一個分隔符。

服務器繼續向瀏覽器流式傳輸分塊數據。當達到數據流的末尾時，它附加一個包含以下部分的結束標記：

• 一個長度塊，數字為0，末尾為CRLF
• 一個額外的CRLF

在瀏覽器端，它等待所有數據塊，直到達到結束標記。然后，它移除分塊編碼，包括CRLF和長度信息。

接下來，它將分塊數據組合成一個整體。因此，在Chrome DevTools上，你只能看到組裝后的數據，而不是分塊數據。

最終，你會收到整個數據的一塊。

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分塊數據是有用的。然而，對于一個5GB的視頻，完整的數據仍然需要一些時間才能到達。

我們能不能獲取數據的選定塊，并在需要時請求其他塊呢?

HTTP說可以。

在選定范圍內請求數據

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在YouTube上打開一個視頻，你會看到一個灰色的進度條正在向前移動。

你剛剛看到的是YouTube在請求選定范圍內的數據。

此功能使你可以在時間軸的任何地方跳躍。當點擊進度條上的某個位置時，瀏覽器會請求視頻數據的特定范圍。

在服務器上實現范圍請求是可選的。如果實現了，你可以在響應頭中看到Accept-Ranges: bytes。

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這是一個YouTube請求的示例。在任何“playback”請求中，你都可以找到這個頭。

范圍請求頭看起來像`Range：bytes=0-80`，它是從0開始的索引。

這個頭是一個設計非常巧妙且具有出色靈活性的頭。

假設一個數據總共有100個字節。

• Range: bytes=20請求從20開始到末尾的范圍，等于Range: bytes=20-99。
• Range: bytes=-20請求數據的最后20個字節，等于Range: bytes=80-99。

如果請求的范圍有效，服務器將發送帶有Content-Range頭的響應，驗證數據范圍和總長度，例如Content-Range: bytes 70-80/100。

范圍請求廣泛用于視頻流媒體和文件下載服務。

你有沒有在互聯網中斷后繼續文件下載?那就是范圍請求。

此外，范圍請求支持多個范圍。

例如，你可以從文件中請求兩個范圍，如Range: bytes=20-45, 70-80。

多范圍體看起來類似于分塊數據。每個數據塊都有以下部分：

• 一個邊界塊，標識不同數據塊的邊界，以--開始，以CRLF結束
• 兩個頭，Content-Type和Content-Range，顯示相應數據塊的屬性，以CRLF結束
• 一個額外的CRLF，告訴客戶端真正的數據即將到來
• 最后，以CRLF結束的數據塊

邊界僅僅是一個看起來像3d6b6a416f9b5的隨機字符串，標記不同數據塊的邊界。

最終，體結束于邊界塊，以--開始，以--和CRLF結束。這個部分告訴瀏覽器多部分已經結束。

讓我們把它全部整合起來。響應體的結構如下所示。

總結

HTTP幫助我們通過壓縮、分塊數據和范圍數據傳送大量數據。

這里的思想是在需要的時候傳送我們需要的數據，然后在需要時發送其他數據。當在設計類似系統時遇到問題時，你可以嘗試相同的思路。

通過結合這三種方法，我們可以發送壓縮的分塊數據范圍數據。