(一) 初识HTTP/2

HTTP/2是HTTP协议家族的新成员，按照IETF的HTTP Working Group的规划，它将取代“历史悠久”的HTTP1.1协议。

为什么修改HTTP呢？

HTTP协议的上一个版本是HTTP1.1，在它“服役”超过16年的今天，Web的世界已经发生了巨大的变化。

现在，浏览器打开一个新网页，下载的内容不仅仅包含一个HTML文件和少数资源文件了。实际情况可能是，浏览器发起了数十次，甚至数百次HTTP请求，除了一个HTML主体文件，还有大量的图片、CSS、JavaScript等资源。

HTTP加载这些资源的方式是低效率的，因为它要求同一时间在每个TCP连接上只能有一个正在进行的HTTP请求。相对于HTTP/1.0，HTTP/1.1引入了持久连接和管道等技术，在一定程度上缓解了并发请求的问题，提高了网络传输的效率，但是，同一TCP连接上的请求仍然是有序进行的，队首阻塞（Head-of-line blocking）现象依然存在。因此，在加载同一个网页的大量资源时，为了提高并发以减少延迟，浏览器不得不同时打开多个到相同服务端的TCP连接（浏览器通常会对连接数进行限制，目的是减少网络和内存开销，同时避免影响其它程序的正常工作）。这些并发的TCP连接，以及其上传输的大量类似的HTTP请求（包含大量重复的HTTP头信息），造成了不必要的网络开销，既浪费又低效（大量数据包在遭遇TCP慢启动和拥塞避免机制时，网络延迟可能会更严重）。

HTTP/2与HTTP1.1相比，有哪些不同呢？

采用二进制协议，而不是文本协议

使用多路复用技术，而不是有序和阻塞的请求

使用单一的TCP连接来实现并行处理

采用HTTP头压缩技术

允许服务端主动向客户端推送响应

下面这张图很好地展现了HTTP各个版本中获取资源的时间对比，很明显，HTTP/2具有很大的优势。



（注：图片来自http://blog.scottlogic.com/2014/11/07/http-2-a-quick-look.html）

HTTP/2概况

HTTP/2协议以SPDY协议为基础，并吸收借鉴了其它一些项目的优点。

HTTP/2为HTTP语义提供了优化传输，它兼容HTTP/1.1的全部核心特性，并且，在许多方面更加高效。

在HTTP/2中，基本的传输单元是“帧”。HTTP/2定义了多种帧类型，每种帧类型都有自己的二进制格式，用来提供不同的功能。其中，HEADERS和DATA这2种帧构成了HTTP请求和响应的基础，SETTINGS，WINDOW_UPDATE和PUSH_PROMISE等帧类型用于支持其它特性。

通过为每个HTTP请求/响应分配自己的“流”，HTTP/2实现了请求的多路复用。不同的流之间是彼此独立的，因此，一个请求或响应流的阻塞不会影响其它流的处理。

“流量控制”和“优先级”能够确保高效地使用多路“流”。流量控制有助于确保只有接收方能够使用的数据才会被真正传输。优先级确保有限的资源能够优先被最重要的流直接使用。

“服务端推送”允许服务端在预测到客户端需要哪些数据时，主动将这些数据发送给客户端，也就是说，以一些网络传输为代价来避免潜在的网络延迟。服务端通过合成一个包含PUSH_PROMISE帧的请求来实现推送，然后，服务端可以在一个单独的流里面发送响应给这个合成的请求。

在一个TCP连接中，HTTP头域包含大量的冗余数据，因此，包含这些数据的帧是经过压缩的。通常情况下，这样能够显著地减小请求报文。

HTTP/2的Demo网站

目前网络上支持HTTP/2的网站还不多，幸好，找到了一个HTTP/2的Demo网站，可以让我们直观地观察和分析HTTP/2的行为。

HTTP/2 TECHNOLOGY DEMO

这是一个HTTP/2技术的演示网站，它可以分别采用HTTP1.1和HTTP/2这两种方式来分别下载由200张小图构成的大图，并对比这两种情况花费的时间。效果图如下：



如果你安装了Chrome浏览器（或其它类似的浏览器），那么可以使用快捷键F12打开开发者工具，并分别观察这两种情况的HTTP协议报头等信息。

HTTP1.1抓包结果（部分图片）：



HTTP2抓包结果（部分图片）：



通过上面两张图片，可以很清晰地看到，HTTP1.1下载大量图片时基本是串行的，而HTTP/2下载大量图片时几乎是并行的。

对一个HTTP2请求的协议内容进行观察，发现Header部分中包含以英文冒号开头的报头字段，表明这个请求确实是通过HTTP2协议完成的。



也来试试吧！