HTTP各版本特性

HTTP/1.1 相比 HTTP/1.0 性能上的改进:

  • 使用长连接的方式改善了 HTTP/1.0 短连接造成的性能开销。
  • 支持管道(pipeline)网络传输,只要第一个请求发出去了,不必等其回来,就可以发第二个请求出去,可以减少整体的响应时间。

但 HTTP/1.1 还是有性能瓶颈:

  • 请求 / 响应头部(Header)未经压缩就发送,首部信息越多延迟越大。只能压缩 Body 的部分;
  • 发送冗长的首部。每次互相发送相同的首部造成的浪费较多;
  • 服务器是按请求的顺序响应的,如果服务器响应慢,会招致客户端一直请求不到数据,也就是队头阻塞;
  • 没有请求优先级控制;
  • 请求只能从客户端开始,服务器只能被动响应。
图片[1]-HTTP各版本特性-不念博客
HTT/1 ~ HTTP/2

HTTP/2 相比 HTTP/1.1 性能上的改进:

  • 头部压缩
  • 二进制格式
  • 并发传输
  • 服务器主动推送资源

1. 头部压缩

HTTP/2 会压缩头(Header)如果你同时发出多个请求,他们的头是一样的或是相似的,那么,协议会帮你消除重复的部分

这就是所谓的 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。

2. 二进制格式

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)

图片[2]-HTTP各版本特性-不念博客
HTTP/1 与 HTTP/2

这样虽然对人不友好,但是对计算机非常友好,因为计算机只懂二进制,那么收到报文后,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

3. 并发传输

我们都知道 HTTP/1.1 的实现是基于请求-响应模型的。

同一个连接中,HTTP 完成一个事务(请求与响应),才能处理下一个事务,也就是说在发出请求等待响应的过程中,是没办法做其他事情的,如果响应迟迟不来,那么后续的请求是无法发送的,也造成了队头阻塞的问题。

而 HTTP/2 就很牛逼了,引出了 Stream 概念,多个 Stream 复用在一条 TCP 连接。

图片[3]-HTTP各版本特性-不念博客

从上图可以看到,1 个 TCP 连接包含多个 Stream,Stream 里可以包含 1 个或多个 Message,Message 对应 HTTP/1 中的请求或响应,由 HTTP 头部和包体构成。Message 里包含一条或者多个 Frame,Frame 是 HTTP/2 最小单位,以二进制压缩格式存放 HTTP/1 中的内容(头部和包体)。

针对不同的 HTTP 请求用独一无二的 Stream ID 来区分,接收端可以通过 Stream ID 有序组装成 HTTP 消息,不同 Stream 的帧是可以乱序发送的,因此可以并发不同的 Stream ,也就是 HTTP/2 可以并行交错地发送请求和响应

比如下图,服务端并行交错地发送了两个响应:Stream 1 和 Stream 3,这两个 Stream 都是跑在一个 TCP 连接上,客户端收到后,会根据相同的 Stream ID 有序组装成 HTTP 消息。

图片[4]-HTTP各版本特性-不念博客

4、服务器推送

HTTP/2 还在一定程度上改善了传统的「请求 – 应答」工作模式,服务端不再是被动地响应,可以主动向客户端发送消息。

客户端和服务器双方都可以建立 Stream, Stream ID 也是有区别的,客户端建立的 Stream 必须是奇数号,而服务器建立的 Stream 必须是偶数号。

比如下图,Stream 1 是客户端向服务端请求的资源,属于客户端建立的 Stream,所以该 Stream 的 ID 是奇数(数字 1);Stream 2 和 4 都是服务端主动向客户端推送的资源,属于服务端建立的 Stream,所以这两个 Stream 的 ID 是偶数(数字 2 和 4)。

图片[5]-HTTP各版本特性-不念博客

再比如,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:

图片[6]-HTTP各版本特性-不念博客

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。

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