IE9网络性能改进及策略

红心地瓜

IE9 RTM发布了，筒子们可以下载下来尝尝鲜。业界这次给了IE9比较大的期望值，祝愿微软可以籍此摆脱IE声名狼藉的现状。

IE9的目标是“更快，更安全和更好的用户体验”，在性能方面这次IE9下了很大功夫，IE的官方blog也不遗余力地进行这方面的宣传，今天发布了一篇关于IE9 网络性能改进的文章，从这篇文章我们可以看出IE在网络性能方面的优化策略和思路。

地瓜曾经设计过轻量级浏览器的内核，在网络方面有过一定的研究，这篇文章里面讲到了很多问题，地瓜都曾经经历过，因此看到这篇文章，很有感触，仿佛回到了几年前。总体来说，浏览器发展到现在，网络优化的空间已经不大，现在的很多优化的手段，其实都是一种投机行为（说好听点，就是人工智能）。

当浏览器load一个网页的时候，一般包括几个步骤：1）如果电脑没有使用Web proxy，浏览器首先要进行DNS查询，也就是将www.microsoft.com这样的域名转换成65.55.12.249这样的ip地址，然后再同这个ip地址建立tcp连接。2）如果电脑使用Web proxy，浏览器首先找到proxy（有可能直接在设置中指定了，或者通过 WPAD指定），如果proxy使用域名，先进行DNS查询，然后建立tcp连接。3）如果是安全连接（HTTPS），还需要进行SSL或者TLS的握手。握手中可能产生一次或者多次额外的用于证书鉴权的网络请求。4）连接建立后，浏览器发送HTTP请求给服务器。5）服务器收到请求后，产生响应数据，传回给浏览器。6）如果响应是HTML文件，通常这个HTML会包含其它资源（如图片，脚本，css）的引用，为了完全显示网页，浏览器重复执行之前的步骤来下载所需的资源。

从上面这几个步骤来看，优化的思路无非如下几个1）有多个资源下载的话，是否可以将一些串行操作改变成并行操作2）是否可以减少HTTP请求3）减少DNS查询的时间4）减少建立TCP连接的时间。

HTTP协议中对减少TCP连接的时间有自己的策略，比如说永久连接和pipeline，但是地瓜通过对IE抓包来看，ie并没有采用永久连接和pipeline。对于减少HTTP请求，HTTP协议中有Cache的机制。

IE9主要的提高在于1，2，3点。

首先是从DNS查询时间做起，IE9有了些投机起巧的策略。

1）          当用户通过地址栏输入网址的时候，输完3个字符， IE9会马上发起下拉框中前五个备选网站的dns 查询，并将其存到本地操作系统缓存中备用。这样的话，如果用户之后访问到这些域名，浏览器可以减少等待dns查询结果的时间。

2）          对访问过的网站进行猜测性DNS预查询。当用户访问过一个网页的时候，IE9会在网页的历史记录中记录下使用那个网页需要访问的域名。比如，在loading IEBlog的时候，HTML引用了五个其它的站点（i.msdn.miscrosoft.com,
cdn-smooth.ms-studiosmedia.com,go.miscrosoft.com,ieblog.members.winisp.net和silverlight.dlservice.microsoft.com），所以当用户访问IEBlog，创建到blogs.msdn.com的tcp连接的时候，IE9会并行发起这几个域名的dns解析请求。

对于并行操作，一般一个网页对每个域名会创建超过一个的HTTP connection。IE9在创建第一个连接的时候并行打开了一个后台连接（background connection）。这样下一个HTTP请求就不用等待连接建立的过程了。一个host只允许建立一个后台连接。（地瓜：这种方式其实加重了服务器的负担）。

  另外，IE9之前的版本已经提出了lookahead downloader的下载策略，也就是下载完HTML之后，立即对它进行扫描，寻找之后可能需要下载的资源（毫无疑问，javascript文件具有最高优先级），这个扫描开始于页面解析之前。然后在页面解析的同时，就可以并行发起这些投机性的下载，为什么说它是投机性下载呢，因为页面解析之后，可能javascript就会remove掉这些需要发起下载的标签。但是，这种情况毕竟不经常发生，即使发生，除了损失一点性能之外没有其它的害处。

在缓存方面，IE9在缓存实现算法上有所改进，之前的版本，IE缺省地将Web内容缓存大小限制为硬盘大小的1/32，IE7,IE8缺省的是50M。限制这么小的一个坏处是如果达到这个容量，经常需要进行缓存淘汰。之前的版本通过测试，设置大了并不能显著提高缓存命中比率。而且需要更长时间的枚举和清理。但是，IE9重新审视了这个测试结论，并改进了一些算法，解决了一些相关问题以后，更大的缓存大小设置就可以带来更好的命中率。所以IE9将缺省的缓存大小设置为硬盘大小的1/32（考虑到硬盘容量变大）以及250M。从这里，我们可以发现，缓存大小的设置，影响网页加载速度，筒子们可以Tools->Internet Options->GeneralàBrowsing History Settings dialog box修改。当然，缓存大小设置也有限制，因为缓存条目有６０００条的限制，如果设置太大了，就会先达到条目的限制，没有意义。

缓存清理工作。很久以前，地瓜在手机上实现ＨＴＴＰ协议，当时一直在考虑如何指定合理的缓存淘汰算法。通过这篇博客，我们看到了IE9的缓存淘汰算法。

首先，缓存淘汰算法的目标是当缓存到达它的大小或者条目限制的时候，清理掉至少１０%的缓存。

IE9对缓存对象维护一个打分系统，对所有缓存对象进行打分，分值最低的10%条目会被清理掉。计算分值的时候，总分是66000，器重40000是由指定资源最近一次访问的时间确定（最近访问的条目分值高），2000分由资源访问的频率决定(经常访问的条目分高)，6000分来自于缓存校验信息(validator information，像Last-Modified和Etag这样的响应头部)是否存在，这些校验信息允许对资源在到期后进行条件请求和校验。资源的ＭＩＭＥ类型也会在分值计算中得到反应，script,CSS和HTML/XHTML资源获取全部分数，而images,audio等获取指定分数的一半（其实是根据不同资源对页面下载时间的影响作出的决策）。那些使用超过一词的缓存条目得到增加的重用分。为了获取10000重用分，资源必须在超过12个小时的时间段被重复使用(这避免了资源在一个很短时间频繁访问，比如那些从长期看你很少上的网站)。有validator的条目可以获取validator分数，当然，最大的影响是资源是否还新鲜。那些过期且没有validators的条目会得０分，有validator的可以获取70%的分数。

另外，IE9中包含了新的Tracking Protectiong和ActiveX过滤功能，这两个功能通过阻止下载和执行未要求的内容，也可以提高总的浏览器性能。

 

参考

1）          Internet Explorer 9 Network Performance Improvements ，
http://blogs.msdn.com/b/ie/archive/2011/03/17/internet-explorer-9-network-performance-improvements.aspx

2）          Bugs in IE8's Lookahead Downloader，

http://blogs.msdn.com/b/ieinternals/archive/2009/07/27/bugs-in-the-ie8-lookahead-downloader.aspx

3）          DNS Prefetching (or Pre-Resolving) ,
http://blog.chromium.org/2008/09/dns-prefetching-or-pre-resolving.html