最近在都一本書(shū)叫《web性能權(quán)威指南》谷歌公司高性能團(tuán)隊(duì)核心成員的權(quán)威之作。

一直聽(tīng)說(shuō)HTTP2.0，對(duì)此也僅僅是耳聞，沒(méi)有具體研讀過(guò)，這次正好有兩個(gè)篇章，分別講HTTP1.1和HTTP2.0。

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

無(wú)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(yīng)用都應(yīng)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(gè)特點(diǎn)

1）持久連接

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

在連接中有這個(gè)屬性的就是打開(kāi)了持久化連接。下圖展示了通過(guò)持久 TCP 連接取得 HTML 和 CSS 文件：

2）HTTP管道

持久HTTP多次請(qǐng)求必須嚴(yán)格滿足先進(jìn)先出（FIFO）的隊(duì)列順序：發(fā)送請(qǐng)求，等待響應(yīng)完成，再發(fā)送客戶端隊(duì)列中的下一個(gè)請(qǐng)求。

HTTP管道可以讓我們把FIFO隊(duì)列從客戶端（請(qǐng)求隊(duì)列）遷移到服務(wù)器（響應(yīng)隊(duì)列）。

這樣的話在第一個(gè)請(qǐng)求完成后，能馬上開(kāi)始處理第二個(gè)請(qǐng)求。

但HTTP 1.x不允許一個(gè)連接上的多個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)交錯(cuò)到達(dá)（多路復(fù)用），因而一個(gè)響應(yīng)必須完全返回后，下一個(gè)響應(yīng)才會(huì)開(kāi)始傳輸。

也就是說(shuō)即使客戶端同時(shí)發(fā)送了兩個(gè)請(qǐng)求，而且CSS資源先準(zhǔn)備就緒，服務(wù)器也會(huì)先發(fā)送HTML響應(yīng)，然后再交付CSS。

而HTTP2.0就可以多路復(fù)用，并可以按優(yōu)先級(jí)返回響應(yīng)。

3）度量和控制協(xié)議開(kāi)銷

HTTP 1.0增加了請(qǐng)求和響應(yīng)首部，以便雙方能夠交換有關(guān)請(qǐng)求和響應(yīng)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(huì)給每個(gè)HTTP請(qǐng)求增加幾千字節(jié)的協(xié)議開(kāi)銷。

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

而在HTTP2.0中可以首部壓縮，減少上面的開(kāi)銷提升性能。

4）連接與拼合

快的請(qǐng)求是不用請(qǐng)求，減少請(qǐng)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(gè)資源捆綁打包到一塊，通過(guò)一次網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求獲取。

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

5）嵌入資源

把資源嵌入文檔可以減少請(qǐng)求的次數(shù)。

比如，JavaScript和CSS代碼，通過(guò)適當(dāng)?shù)膕cript和style塊可以直接放在頁(yè)面中。

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

而在HTTP2.0中有個(gè)服務(wù)器推送，與嵌入資源唯一的不同就是可以把這個(gè)過(guò)程從應(yīng)用中拿出來(lái)，放到HTTP協(xié)議本身來(lái)實(shí)現(xiàn)。

二、HTTP2.0的特點(diǎn)

1）二進(jìn)制分幀層

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

接下來(lái)說(shuō)的幾個(gè)特點(diǎn)都是基于這個(gè)機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

2）流、消息和幀

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

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

簡(jiǎn)言之，HTTP 2.0把HTTP協(xié)議通信的基本單位縮小為一個(gè)一個(gè)的幀，這些幀對(duì)應(yīng)著邏輯流中的消息。

相應(yīng)地，很多流可以并行地在同一個(gè)TCP連接上交換消息。

3）多向請(qǐng)求與響應(yīng)

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

HTTP 2.0中的二進(jìn)制分幀層突破了限制：客戶端和服務(wù)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(lái)。

4）請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)

把HTTP消息分解為很多獨(dú)立的幀之后，就可以通過(guò)優(yōu)化這些幀的交錯(cuò)和傳輸順序，進(jìn)一步提升性能。

為了做到這一點(diǎn)，每個(gè)流都可以帶有一個(gè)31比特的優(yōu)先值。

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

5）每個(gè)來(lái)源一個(gè)連接

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

HTTP 2.0通過(guò)讓所有數(shù)據(jù)流共用同一個(gè)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(yùn)營(yíng)成本！

6）服務(wù)器推送

服務(wù)器除了對(duì)最初請(qǐng)求的響應(yīng)外，服務(wù)器還可以額外向客戶端推送資源，而無(wú)需客戶端明確地請(qǐng)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(huì)給每個(gè)請(qǐng)求增加500~800字節(jié)的負(fù)荷。

為減少這些開(kāi)銷并提升性能，HTTP 2.0會(huì)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(duì)之前的數(shù)據(jù)只編碼發(fā)送差異數(shù)據(jù)。