你该用HTTP2了

Posted 2021-04-18 全菜工程师小辉

HTTP版本简史

• HTTP/0.9：
  （1991年）基于GET请求的文本传输协议

• HTTPS：
  （1994年）安全的HTTP传输协议

• HTTP/1.0：
  （1996年）增加HTTP头、扩展PUT、POST等方法

• HTTP/1.1：
  （1999年）长连接、流水线支持，最广泛使用的HTTP传输协议

• SPDY：
  （2012年）针对HTTP的增强，工作在SSL层之上、HTTP层之下

• HTTP/2：
  （2015年）二进制格式、多路复用、服务器“推送”、头部压缩

HTTP/2的开发基于SPDY进行跃进式改进在诸多修改中，最显著的改进在于，HTTP/2使用了一份经过定制的压缩算法，基于霍夫曼编码，以此替代了SPDY的动态流压缩算法，以避免对协议的Oracle攻击——这一类攻击以CRIME为代表。此外，HTTP/2禁用了诸多加密包，以保证基于TLS的连接的前向安全（参考Wiki）

2015年9月，Google宣布了移除对SPDY的支持，拥抱 HTTP/2，并将在Chrome 51中生效。

HTTP/2和HTTP/1.1的速度对比，可以查看下面两个网页：

https://http2.akamai.com/demo

http://http2.cdnpe.com/index.html

相比HTTP/1.1的改进

1. 解决串行的文件传输和队头阻塞问题

在HTTP/1.1中，当请求a文件时，b文件只能等待，等待a连接到服务器、服务器处理文件、服务器返回文件，这三个步骤。我们假设这三步用时都是1秒，那么a文件用时为3秒，b文件传输完成用时为6秒，依此类推。

此项计算有一个前提条件，就是浏览器和服务器是单通道传输

在HTTP/1.1的协议中，由于传输的request和response都是基本于文本的，这样就会引发一个问题：所有的数据必须按顺序传输，比如需要传输：hello，只能从h到o一个一个的传输，不能并行传输，因为接收端并不知道这些字符的顺序，所以并行传输在HTTP1.1是不能实现的。

此外，队头阻塞问题在HTTP/2终于得到解决。
队头阻塞问题：每个 TCP 连接同时只能处理一个请求 - 响应，浏览器按 FIFO 原则处理请求，如果上一个响应没返回，后续请求 - 响应都会受阻。为了解决此问题，出现了 管线化 - pipelining 技术，但是管线化存在诸多问题，比如第一个响应慢还是会阻塞后续响应、服务器为了按序返回相应需要缓存多个响应占用更多资源、浏览器中途断连重试服务器可能得重新处理多个请求、还有必须客户端 - 代理 - 服务器都支持管线化。

解决方案

HTTP/2引入二进制数据帧和流的概念，其中帧对数据进行顺序标识，这样浏览器收到数据之后，就可以按照序列对数据进行合并，而不会出现合并后数据错乱的情况。同样是因为有了序列，服务器就可以并行的传输数据，这就是流所做的事情。

此外，HTTP/2里的每个stream都可以设置依赖 (Dependency)和权重，可以按依赖树分配优先级，解决了关键请求被阻塞的问题

2. 解决连接数过多

我们假设Apache设置了最大并发数为300，因为浏览器限制，浏览器发起的最大请求数为6，也就是服务器能承载的最高并发为50，当第51个人访问时，就需要等待前面某个请求处理完成。

解决方案

我们来看一下，HTTP/2的多路复用是如何解决的。 HTTP/2对同一域名下所有请求都是基于流，也就是说同一域名不管访问多少文件，也只建立一路连接。同样Apache的最大连接数为300，因为有了这个新特性，最大的并发就可以提升到300，比原来提升了6倍！

此外，HTTP/2支持服务器推送。 浏览器发送一个请求，服务器主动向浏览器推送与这个请求相关的资源，这样浏览器就不用发起后续请求。 这主要是针对资源内联做出的优化，相较于HTTP/1.1 资源内联的优势:

• 客户端可以缓存推送的资源

• 客户端可以拒收推送过来的资源

• 推送资源可以由不同页面共享

• 服务器可以按照优先级推送资源

3. Header内容冗余问题

Header内容内容多，而且每次请求Header不会变化太多，没有相应的压缩传输优化方案

解决方案

使用HPACK算法来压缩首部内容。

升级之后可以节省的成本

1. JS文件的合并
   我们现在优化的一个主要方向就是尽量的减少HTTP的请求数， 对我们工程中的代码，研发时分模块开发，上线时我们会把所有的代码进行压缩合并，合并成一个文件，这样不管多少模块，都请求一个文件，减少了HTTP的请求数。但是这样做有一个非常严重的问题：文件的缓存。当我们有100个模块时，有一个模块改了东西，按照之前的方式，整个文件浏览器都需要重新下载，不能被缓存。现在我们有了HTTP/2了，模块就可以单独的压缩上线，而不影响其他没有修改的模块。根据上面讲的原理，我们尽可能将资源细粒化，文件分解地尽可能散，不用担心请求数多

雪碧图，文件合并同理可以弃用

2. 多域名提高浏览器的下载速度
   之前我们有一个优化就是把css文件和js文件放到2个域名下面，这样浏览器就可以对这两个类型的文件进行同时下载，避免了浏览器6个通道的限制，这样做的缺点也是明显的：
   1.DNS的解析时间会变长。
   2.增加了服务器的压力。
   有了HTTP/2之后，请不要使用域名分片。

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