HTTP/2 相比 1.x 有哪些重大改进？

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HTTP 2.0 的出现，相比于 HTTP 1.x ，大幅度的提升了 web 性能。在与 HTTP/1.1 完全语义兼容的基础上，进一步减少了网络延迟。而对于前端开发人员来说，无疑减少了在前端方面的优化工作。本文将对 HTTP 2.0 协议 个基本技术点进行总结，联系相关知识，探索 HTTP 2.0 是如何提高性能的。

初露锋芒

HTTP/2: the Future of the Internet 这是 Akamai 公司建立的一个官方的演示，用以说明 HTTP/2 相比于之前的 HTTP/1.1 在性能上的大幅度提升。 同时请求 379 张图片，从Load time 的对比可以看出 HTTP/2 在速度上的优势。

 此时如果我们打开 Chrome Developer Tools 查看 Network 一栏可以发现，HTTP/2 在网络请求方面与 HTTP /1.1的明显区别。

HTTP/1：

 HTTP/2：

多路复用 (Multiplexing)

多路复用允许同时通过单一的 HTTP/2 连接发起多重的请求-响应消息。

众所周知 ，在 HTTP/1.1 协议中 「浏览器客户端在同一时间，针对同一域名下的请求有一定数量限制。超过限制数目的请求会被阻塞」。

该图总结了不同浏览器对该限制的数目。

  

这也是为何一些站点会有多个静态资源 CDN 域名的原因之一，拿 Twitter 为例，http://twimg.com，目的就是变相的解决浏览器针对同一域名的请求限制阻塞问题。

在 HTTP 1.0 中，发起一个请求是这样的：

浏览器请求 url -> 解析域名 -> 建立 HTTP 连接 -> 服务器处理文件 -> 返回数据 -> 浏览器解析、渲染文件 

这个流程最大的问题是，每次请求都需要建立一次 HTTP 连接，也就是我们常说的3次握手4次挥手，这个过程在一次请求过程中占用了相当长的时间；为了解决这个问题， HTTP 1.1 中提供了 Keep-Alive，允许我们建立一次 HTTP 连接，来返回多次请求数据。

但是这里有两个问题：

a.HTTP 1.1 基于串行文件传输数据，因此这些请求必须是有序的，所以实际上我们只是节省了建立连接的时间，而获取数据的时间并没有减少

b.最大并发数问题，假设我们在 Apache 中设置了最大并发数 300，而因为浏览器本身的限制，最大请求数为 6，那么服务器能承载的最高并发数是 50

而 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。

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。

二进制分帧

在不改动 HTTP/1.x 的语义、方法、状态码、URI 以及首部字段….. 的情况下, HTTP/2 是如何做到「突破 HTTP1.1 的性能限制，改进传输性能，实现低延迟和高吞吐量」的 ?
关键之一就是在 应用层(HTTP/2)和传输层(TCP or UDP)之间增加一个二进制分帧层。

在二进制分帧层中， HTTP/2 会将所有传输的信息分割为更小的消息和帧（frame）,并对它们采用二进制格式的编码 ，其中 HTTP1.x 的首部信息会被封装到 HEADER frame，而相应的 Request Body 则封装到 DATA frame 里面。
HTTP/2 通信都在一个连接上完成，这个连接可以承载任意数量的双向数据流。
在过去， HTTP 性能优化的关键并不在于高带宽，而是低延迟。TCP 连接会随着时间进行自我「调谐」，起初会限制连接的最大速度，如果数据成功传输，会随着时间的推移提高传输的速度。这种调谐则被称为 TCP 慢启动。由于这种原因，让原本就具有突发性和短时性的 HTTP 连接变的十分低效。
HTTP/2 通过让所有数据流共用同一个连接，可以更有效地使用 TCP 连接，让高带宽也能真正的服务于 HTTP 的性能提升。

总结：

• 单连接多资源的方式，减少服务端的链接压力,内存占用更少,连接吞吐量更大
• 由于 TCP 连接的减少而使网络拥塞状况得以改善，同时慢启动时间的减少,使拥塞和丢包恢复速度更快

首部压缩（Header Compression）

HTTP/1.1并不支持 HTTP 首部压缩，为此 SPDY 和 HTTP/2 应运而生， SPDY 使用的是通用的DEFLATE算法，而 HTTP/2 则使用了专门为首部压缩而设计的 HPACK 算法。

 

服务端推送（Server Push）

服务端推送是一种在客户端请求之前发送数据的机制。在 HTTP/2 中，服务器可以对客户端的一个请求发送多个响应。Server Push 让 HTTP1.x 时代使用内嵌资源的优化手段变得没有意义；如果一个请求是由你的主页发起的，服务器很可能会响应主页内容、logo 以及样式表，因为它知道客户端会用到这些东西。这相当于在一个 HTML 文档内集合了所有的资源，不过与之相比，服务器推送还有一个很大的优势：可以缓存！也让在遵循同源的情况下，不同页面之间可以共享缓存资源成为可能。

 

请求优先级

既然所有资源都是并行发送，那么就需要「优先级」的概念了，这样就可以对重要的文件进行先传输，加速页面的渲染。

HTTP/2给前端带来哪些影响？

减少HTTP请求不一定提升性能

如上所述， HTTP/2 针对多个请求进行了优化，因此之前我们在前端中所做的 关于减少HTTP请求的最佳实践都不再适用，如合并JS、CSS文件（Concatenation），多个图片或图标合并（Spriting）,将较小的JS或CSS文件内嵌到HTML中（Inlining），合并HTML文件（Vulcanize），根据 此网站 的测试结果显示，在使用HTTP/2后，合并为一个大文件的加载时间反而会比不合并更长。

如上图所示，其中TTFB时间明显减少，所谓TTFB（Time To First Byte），即从浏览器发送请求开始，到接受到来自服务器的返回的第一字节信息（HTTP头信息）结束，之间所耗费的时间。这里就会包含 TCP连接往返（round trip）＋服务器处理时间（如SQL执行）。 因为浏览器在第一次发送请求后，服务器已经预先把其他资源文件一同推送给了浏览器，因此后续的资源请求中，TTFB的时间得到了缩小。

压缩仍然需要

有些可能会问，那是不是用了 HTTP/2 后，资源文件也不需要压缩了呢？ 答案是No，压缩文件还是有必要的，毕竟获取一个小文件的时间比大文件更短，HTTP/2并不会帮你自动压缩文件。

可以看出，HTTP/2 目的之一，就在于想把开发环境与生产环境的部署尽量保持一致，减少因为打包合并而产生一些不必要的麻烦。