最近在都一本書叫《web性能權(quán)威指南》谷歌公司高性能團隊核心成員的權(quán)威之作。

一直聽說HTTP2.0，對此也僅僅是耳聞，沒有具體研讀過，這次正好有兩個篇章，分別講HTTP1.1和HTTP2.0。

兩者還能好好對比一下，兩者之間的巨大區(qū)別，以及HTTP2.0解決了哪些實際問題。

無論什么網(wǎng)絡(luò)，也不管所用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是什么版本，所有應用都應該致力于消除或減少不必要的網(wǎng)絡(luò)延遲，將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)壓縮至最少。

HTTP2.0就是為了做這些優(yōu)化而出現(xiàn)的。

一、HTTP1.1的幾個特點

1）持久連接

每個TCP連接開始都有三次握手，要經(jīng)歷一次客戶端與服務器間完整的往返，而開啟了持久化連接就能不必每次都要握手。

在連接中有這個屬性的就是打開了持久化連接。下圖展示了通過持久 TCP 連接取得 HTML 和 CSS 文件：

2）HTTP管道

持久HTTP多次請求必須嚴格滿足先進先出（FIFO）的隊列順序：發(fā)送請求，等待響應完成，再發(fā)送客戶端隊列中的下一個請求。

HTTP管道可以讓我們把FIFO隊列從客戶端（請求隊列）遷移到服務器（響應隊列）。

這樣的話在第一個請求完成后，能馬上開始處理第二個請求。

但HTTP 1.x不允許一個連接上的多個響應數(shù)據(jù)交錯到達（多路復用），因而一個響應必須完全返回后，下一個響應才會開始傳輸。

也就是說即使客戶端同時發(fā)送了兩個請求，而且CSS資源先準備就緒，服務器也會先發(fā)送HTML響應，然后再交付CSS。

而HTTP2.0就可以多路復用，并可以按優(yōu)先級返回響應。

3）度量和控制協(xié)議開銷

HTTP 1.0增加了請求和響應首部，以便雙方能夠交換有關(guān)請求和響應的元信息。

很少改變的接收和傳輸首部、緩存指令、cookie等，所有這些未經(jīng)壓縮的HTTP元數(shù)據(jù)經(jīng)常會給每個HTTP請求增加幾千字節(jié)的協(xié)議開銷。

在YSlow中有23條規(guī)則，第20條就是“Use Cookie-Free Domains for Components”，請求的時候?qū)ookie去除。

而在HTTP2.0中可以首部壓縮，減少上面的開銷提升性能。

4）連接與拼合

快的請求是不用請求，減少請求次數(shù)總是最好的性能優(yōu)化手段。

HTTP 1.x中，可以考慮把多個資源捆綁打包到一塊，通過一次網(wǎng)絡(luò)請求獲取。

而在HTTP2.0中可以多向請求和響應，消除了請求多個資源就要使用多個TCP連接的限制。

5）嵌入資源

把資源嵌入文檔可以減少請求的次數(shù)。

比如，JavaScript和CSS代碼，通過適當?shù)膕cript和style塊可以直接放在頁面中。

而圖片甚至音頻或PDF文件，都可以通過數(shù)據(jù)URI（data:[mediatype][;base64],data）的方式嵌入到頁面中。

而在HTTP2.0中有個服務器推送，與嵌入資源唯一的不同就是可以把這個過程從應用中拿出來，放到HTTP協(xié)議本身來實現(xiàn)。

二、HTTP2.0的特點

1）二進制分幀層

HTTP 2.0性能增強的核心，全在于新增的二進制分幀層，它定義了如何封裝HTTP消息并在客戶端與服務器之間傳輸。

接下來說的幾個特點都是基于這個機制來實現(xiàn)的。

2）流、消息和幀

所有HTTP 2.0通信都在一個連接上完成，這個連接可以承載任意數(shù)量的雙向數(shù)據(jù)流。

每個數(shù)據(jù)流以消息的形式發(fā)送，而消息由一或多個幀組成，這些幀可以亂序發(fā)送，然后再根據(jù)每個幀首部的流標識符重新組裝。

簡言之，HTTP 2.0把HTTP協(xié)議通信的基本單位縮小為一個一個的幀，這些幀對應著邏輯流中的消息。

相應地，很多流可以并行地在同一個TCP連接上交換消息。

3）多向請求與響應

在HTTP 1.x中，如果客戶端想發(fā)送多個并行的請求以及改進性能，那么必須使用多個TCP連接。

HTTP 2.0中的二進制分幀層突破了限制：客戶端和服務器可以把HTTP消息分解為互不依賴的幀，然后亂序發(fā)送，最后再在另一端把它們重新組合起來。

4）請求優(yōu)先級

把HTTP消息分解為很多獨立的幀之后，就可以通過優(yōu)化這些幀的交錯和傳輸順序，進一步提升性能。

為了做到這一點，每個流都可以帶有一個31比特的優(yōu)先值。

如果服務器不理睬優(yōu)先值，可能導致應用響應變慢：瀏覽器明明在等關(guān)鍵的CSS和JavaScript，服務器卻在發(fā)送圖片，從而造成渲染阻塞。

5）每個來源一個連接

大多數(shù)HTTP連接的時間都很短，而且是突發(fā)性的，但TCP只在長時間連接傳輸大塊數(shù)據(jù)時效率才最高。

HTTP 2.0通過讓所有數(shù)據(jù)流共用同一個連接，可以更有效地使用TCP連接。

HTTP 2.0不僅能夠減少網(wǎng)絡(luò)延遲，還有助于提高吞吐量和降低運營成本！

6）服務器推送

服務器除了對最初請求的響應外，服務器還可以額外向客戶端推送資源，而無需客戶端明確地請求。

7）首部壓縮

在HTTP1.x中，首部元數(shù)據(jù)都是以純文本形式發(fā)送的，通常會給每個請求增加500~800字節(jié)的負荷。

為減少這些開銷并提升性能，HTTP 2.0會壓縮首部元數(shù)據(jù)。

HTTP 2.0連接的兩端都知道已經(jīng)發(fā)送了哪些首部，這些首部的值是什么，從而可以針對之前的數(shù)據(jù)只編碼發(fā)送差異數(shù)據(jù)。