3 分钟看懂 Http2 的特性-优快云博客

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先谈谈 Http/0.9 Http/1.0

Http 最初来源于一个构想，即设计一个用于记录、查找和阅读「由于大量的书面材料或图像材料以复杂的方式相互联系，因此不便在纸介质上呈现或展示」的信息的通用系统。这个通用系统，由服务器和众多浏览器所组成。

最初的 Http/0.9 基本上只有 Get 方法，没有首部，它只是被用来获取 HTML。经过几年的发展，Http/1.0 在 0.9 的基础上增加了首部、响应码、重定向等功能。

广泛使用的 Http/1.1

Http/1.0 有很多问题，如每次通信后关闭连接，缓存首部设计简陋等等。为了应对快速膨胀的互联网，Http/1.1 接踵而至。1.1 版本带来了连接复用与缓存首部的扩展等等改进，大大提升了 web 服务器的性能。

Http/1.1 的问题

时至今日，基于 Http/1.1 的互联网相比之前已经发生了天翻地覆的变化，网站从最开始的只有文字，进化到现在的社交、直播等等 web 应用的同时，提供支持的 Http/1.1 却没有发生任何改变。由于时代背景的局限性，曾经设计上的小缺陷在当前的互联网环境下，对性能的影响变得愈发严重。

队头阻塞

现代 web 应用除了文字以外，还包含各种 css、js、图片、甚至视频信息。Http1 协议没有提供真正意义上的同时请求多个资源的功能。如果在接受某个请求的响应时发生了延迟，那其后的所有请求都会被阻塞。即使现代浏览器会针对同一个域名一次性建立 6 个连接，但每个链接中的请求与响应如果发生异常的话，依然会产生后续请求被阻塞的问题。

低效的 TCP 利用

Tcp 的核心思想是保证统一网络中的不同应用占用流量的「公平性」以及连接的「可用性」。为了保证公平与与可用，Tcp 的核心要素除了三次握手以外，还设计了「慢启动」来尽可能减轻网络连接的负担。

慢启动的设计目标是为了让新连接搞清楚当前网络状况，避免给已经拥堵的网络继续添乱。在给定的拥塞窗口下，它允许发送者在网络条件良好的情况下，每下一次发送的数据按照窗口大小为指数进行增加。传统 TCP 实现利用拥塞控制算法会根据数据包的丢失来反馈调整。如果数据包确认丢失了，算法就会缩小拥塞窗口。

首部信息臃肿

据 HTTP 历史存档记录，2016 年末，请求首部一般集中在 460 字节左右。对于包含 140 个资源的普通 Web 页面，意味着它在发起的所有请求中大约占 63KB。想想之前关于 TCP 拥塞窗口管理的讨论，发送该页面相关的所有请求可能需要 3~4 轮往返，因此网络延迟的损耗会被迅速放大。此外，上行带宽通常会受到网络限制，尤其是在移动网络环境中，于是拥塞窗口机制根本来不及起作用，导致更多的请求和响应。

Http2 协议的特点

现在来看看 Http2 如何解决上述问题。

二进制协议

HTTP/2 是基于二进制的协议。在设计上取消了类似 Http1 那样的通过分隔符来区分首部和消息体的做法。
HTTP/2 大致可以分为两部分：分帧层，即 h2 多路复用能力的核心部分；数据或 http 层，其中包含传统上被认为是 HTTP 及其关联数据的部分。

帧结构

前 9 个字节对于每个帧是一致的。解析时只需要读取这些字节，就可以准确地知道在整个帧中期望的字节数。

Type 字段
代表帧类型。Type 字段为 HEADERS 代表首部信息帧；DATA 类型代表核心内容信息帧；SETTINGS 字段代表协商连接级参数信息帧。
Length 字段
与 Http1 服务端无法获取首部信息大小情况不同，服务端根据 Length 字段可以得知帧信息中的内容的长度。这给服务端分配合理缓存空间读取首部信息的处理带来了便利。
Stream Identifier
流 ID（帧首部的第 6~9 字节）用来标识帧所属的流。「HTTP/2 连接上独立的、双向的帧序列交换。」你可以将流看作在连接上的一系列帧，它们构成了单独的 HTTP 请求和响应