Http/2 对比 Http/1.1 的性能提升-51CTO.COM

HTTP/1.1发明以来发生了哪些变化?

近年来，仔细观察那些最流行的网站首页所需要下载的资源的话，会发现一个非常明显的趋势：

自从 1997 年 HTTP/1.1 发布以来，我们已经使用 HTTP/1.x 相当长一段时间了，但近几年内容的爆炸式成长使得 HTTP/1.1 越来越无法满足现代网络的需求了

HTTP/2 出来的目的是为了改善 HTTP 的性能。协议升级有一个很重要的地方，就是要兼容老版本的协议，否则新协议推广起来就相当困难，HTTP/2 是怎么做的呢？

HTTP/2 没有在 URI 里引入新的协议名，仍然用「http://」表示明文协议，用「https://」表示加密协议，于是只需要浏览器和服务器在背后自动升级协议，这样可以让用户意识不到协议的升级，很好的实现了协议的平滑升级。

还是基于 TCP 协议传输，应用层方面为了保持功能上的兼容，与 HTTP/1.1 完全一致，比如请求方法、状态码、头字段等规则保留不变。

HTTP/2 不再像 HTTP/1.1 里的纯文本形式的报文，而是全面采用了二进制格式，头信息和数据体都是二进制，并且统称为帧（frame）：头信息帧（Headers Frame）和数据帧（Data Frame）。

这样对计算机非常友好，因为计算机收到报文后，无需再将明文的报文转成二进制，而是直接解析二进制报文，这增加了数据传输的效率。

HTTP 协议不带有状态，每次请求都必须附上所有信息。所以，请求的很多字段都是重复的，比如Cookie和User Agent，一模一样的内容，每次请求都必须附带，这会浪费很多带宽，也影响速度。

HTTP/2 对这一点做了优化，引入了头信息压缩机制(header compression)。一方面，头信息使用gzip或compress压缩后再发送;另一方面，客户端和服务器同时维护一张头信息表，所有字段都会存入这个表，生成一个索引号，以后就不发送同样字段了，只发送索引号，这样就提高速度了。

HPACK 算法：在客户端和服务器同时维护一张头信息表，所有字段都会存入这个表，生成一个索引号，以后就不发送同样字段了，只发送索引号，这样就提高速度了。

多路复用，就是在一个 TCP 连接中可以存在多条流。换句话说，也就是可以发送多个请求，对端可以通过帧中的标识知道属于哪个请求。

这一特性使得 HTTP 传输性能得到极大提升，主要体现在以下三个方面：

复用 TCP 连接

HTTP/2 复用 TCP 连接，在一个连接里，客户端和浏览器都可以同时发送多个请求或回应，而且不用按照顺序一一对应，这样就避免了"队头堵塞"

数据流

HTTP/2 并行交错地发送多个请求 / 响应，请求 / 响应之间互不影响

HTTP/2 将每个请求或回应的所有数据包，称为一个数据流(stream)。每个数据流都有一个独一无二的编号。数据包发送的时候，都必须标记数据流ID，用来区分它属于哪个数据流。另外还规定，客户端发出的数据流，ID一律为奇数，服务器发出的，ID为偶数。

数据流发送到一半的时候，客户端和服务器都可以发送信号(RST_STREAM帧)，取消这个数据流。1.1版取消数据流的唯一方法，就是关闭TCP连接。这就是说，HTTP/2 可以取消某一次请求，同时保证TCP连接还打开着，可以被其他请求使用。

优先级

HTTP/2 还可以对每个 Stream 设置不同优先级，帧头中的「标志位」可以设置优先级，比如客户端访问 HTML/CSS 和图片资源时，希望服务器先传递 HTML/CSS，再传图片，那么就可以通过设置 Stream 的优先级来实现，以此提高用户体验。

HTTP/1.1 不支持服务器主动推送资源给客户端，都是由客户端向服务器发起请求后，才能获取到服务器响应的资源。

比如，客户端通过 HTTP/1.1 请求从服务器那获取到了 HTML 文件，而 HTML 可能还需要依赖 CSS 来渲染页面，这时客户端还要再发起获取 CSS 文件的请求，需要两次消息往返，如下图左边部分：

如上图右边部分，在 HTTP/2 中，客户端在访问 HTML 时，服务器可以直接主动推送 CSS 文件，减少了消息传递的次数。

提高安全性

出于兼容的考虑，HTTP/2 延续了 HTTP/1 的“明文”特点，可以像以前一样使用明文传输数据，不强制使用加密通信，但 HTTPS 已经是大势所趋，各大主流浏览器都支持加密的 HTTP/2，所以，真实应用中的 HTTP/2 是还是加密的：

HTTP/2 还会队头阻塞

HTTP/2 通过 Stream 的并发能力，解决了 HTTP/1 队头阻塞的问题，看似很完美了，但是 HTTP/2 还是存在“队头阻塞”的问题，只不过问题不是在 HTTP 这一层面，而是在 TCP 这一层。

如果造成队头阻塞，问题可能比http1.1还严重，因为只有一个tcp连接，后续的传输都要等前面，http/1.1 多个tcp连接，阻塞一个，其他的还可以正常跑。