HTTP2.0

HTTP2.0

HTTP: 全称超文本传输协议(HyperText Transfer Protocol)

HTTP 简史

HTTP1.0

伴随着计算机网络和浏览器的诞生，HTTP1.0也随之而来，HTTP是建立在TCP协议之上，处于计算机网络中的应用层，所以HTTP协议的瓶颈及其优化技巧都是基于TCP协议本身的特性，例如：TCP建立连接的3次握手和4次挥手以及每次建立连接带来的RTT延迟时间。

HTTP1.1

HTTP1.1和HTTP1.0的主要区别：

• 缓存处理：HTTP1.1则引入了更多的缓存控制策略例如Entity tag，If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。

• 带宽优化及网络连接的使用：HTTP1.1则在请求头引入了range头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是206（Partial Content），这样就方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。

• 错误通知的管理： 在HTTP1.1中新增了24个错误状态响应码。

• Host头处理：HTTP1.1的请求消息和响应消息都应支持Host头域，且请求消息中如果没有Host头域会报告一个错误

• 长连接，HTTP 1.1支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（Pipelining）处理，在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应，减少了建立和关闭连接的消耗和延迟，在HTTP1.1中默认开启Connection： keep-alive，一定程度上弥补了HTTP1.0每次请求都要创建连接的缺点。

HTTPS

HTTPS和HTTP的主要区别：

• HTTPS协议需要到CA申请证书，一般免费证书很少，需要交费。

• HTTP协议运行在TCP之上，所有传输的内容都是明文，HTTPS运行在SSL/TLS之上，SSL/TLS运行在TCP之上，所有传输的内容都经过加密的。

• HTTP和HTTPS使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。

• HTTPS可以有效的防止运营商劫持，解决了防劫持的一个大问题。

HTTP2.0

HTTP2.0的新特性：

• 新的二进制格式（Binary Format），HTTP1.x的解析是基于文本。基于文本协议的格式解析存在天然缺陷，文本的表现形式有多样性，要做到健壮性考虑的场景必然很多，二进制则不同，只认0和1的组合。基于这种考虑HTTP2.0的协议解析决定采用二进制格式，实现方便且健壮。

• 多路复用（MultiPlexing），即连接共享，即每一个request都是是用作连接共享机制的。一个request对应一个id，这样一个连接上可以有多个request，每个连接的request可以随机的混杂在一起，接收方可以根据request的 id将request再归属到各自不同的服务端请求里面。

• header压缩，如上文中所言，对前面提到过HTTP1.x的header带有大量信息，而且每次都要重复发送，HTTP2.0使用encoder来减少需要传输的header大小，通讯双方各自cache一份header fields表，既避免了重复header的传输，又减小了需要传输的大小。

• 服务端推送（server push），同SPDY一样，HTTP2.0也具有server push功能。

https://www.zhihu.com/question/34074946

HTTP2.0 Server

然而，HTTP2.0 目前还没有被广泛应用，阿里系的淘宝，天猫已经开始使用HTTP2.0。

那么如何开发支持HTTP2.0的Web应用，我找到一款非主流的Web框架 quart，他是一款类似Flask的Web框架，支持异步，最主要的是支持HTTP2.0。

https://gitlab.com/pgjones/quart/

支持pip安装：

pip install quart

官方例子：

https://gitlab.com/pgjones/quart/-/tree/master/examples/http2

from quart import (
    abort, jsonify, make_push_promise, Quart, render_template, request, url_for,
)


app = Quart(__name__)


@app.route('/')
async def index():
    await make_push_promise(url_for('static', filename='http2.css'))
    await make_push_promise(url_for('static', filename='http2.js'))
    return await render_template('index.html')


@app.route('/', methods=['POST'])
async def calculate():
    data = await request.get_json()
    operator = data['operator']
    try:
        a = int(data['a'])
        b = int(data['b'])
    except ValueError:
        abort(400)
    if operator == '+':
        return jsonify(a + b)
    elif operator == '-':
        return jsonify(a - b)
    elif operator == '*':
        return jsonify(a * b)
    elif operator == '/':
        return jsonify(a / b)
    else:
        abort(400)


@app.cli.command('run')
def run():
    app.run(port=5000, certfile='cert.pem', keyfile='key.pem')

这个例子非常简单，提供一个页面来做加减乘除。

运行：

> export QUART_APP=http2:app  # 设置环境变量
> quart run                   # 启动服务
 * Serving Quart app 'http2'
 * Environment: production
 * Please use an ASGI server (e.g. Hypercorn) directly in production
 * Debug mode: False
 * Running on https://192.168.255.130:5000 (CTRL + C to quit)

HTTP2.0 Client

正是我之前介绍过的HTTPX，它对HTTP2.0实现的接口提供了良好的支持。说是下一代HTTP库并非浪得虚名。

https://github.com/encode/httpx/

支持pip安装：

pip install quart

接下来是对上面应用接口的调用。

import httpx

client = httpx.Client(http2=True, verify=False)
json = {"a": "3", "b": "8", "operator": "+"}
response = client.post("https://192.168.255.130:5000/", json=json)
print(response.http_version)
print(response.json())

例子非常简单，调用接口实现加法运行。

运行结果：

HTTP/2
11