你该用HTTP2了

转载 全菜工程师小辉 2019/9/11 21:04:49

更多内容,欢迎关注微信公众号:全菜工程师小辉。公众号回复关键词,领取免费学习资料。 HTTP版本简史 HTTP/0.9: (1991年)基于GET请求的文本传输协议 HTTPS: (1994年)安全的HTTP传输协议 HTTP/1.0: (1996年)增加HTTP头、扩展PUT、POST等方法 HT

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HTTP版本简史

  • HTTP/0.9:
    (1991年)基于GET请求的文本传输协议
  • HTTPS:
    (1994年)安全的HTTP传输协议
  • HTTP/1.0:
    (1996年)增加HTTP头、扩展PUT、POST等方法
  • HTTP/1.1:
    (1999年)长连接、流水线支持,最广泛使用的HTTP传输协议
  • SPDY:
    (2012年)针对HTTP的增强,工作在SSL层之上、HTTP层之下
  • HTTP/2:
    (2015年)二进制格式、多路复用、服务器“推送”、头部压缩

HTTP/2的开发基于SPDY进行跃进式改进在诸多修改中,最显著的改进在于,HTTP/2使用了一份经过定制的压缩算法,基于霍夫曼编码,以此替代了SPDY的动态流压缩算法,以避免对协议的Oracle攻击——这一类攻击以CRIME为代表。此外,HTTP/2禁用了诸多加密包,以保证基于TLS的连接的前向安全(参考Wiki)

2015年9月,Google宣布了移除对SPDY的支持,拥抱 HTTP/2,并将在Chrome 51中生效。

HTTP/2和HTTP/1.1的速度对比,可以点击查看下面两个网页:

https://http2.akamai.com/demo

http://http2.cdnpe.com/index.html

速度对比

相比HTTP/1.1的改进

1. 解决串行的文件传输和队头阻塞问题

在HTTP/1.1中,当请求a文件时,b文件只能等待,等待a连接到服务器、服务器处理文件、服务器返回文件,这三个步骤。我们假设这三步用时都是1秒,那么a文件用时为3秒,b文件传输完成用时为6秒,依此类推。

此项计算有一个前提条件,就是浏览器和服务器是单通道传输

在HTTP/1.1的协议中,由于传输的request和response都是基本于文本的,这样就会引发一个问题:所有的数据必须按顺序传输,比如需要传输:hello,只能从h到o一个一个的传输,不能并行传输,因为接收端并不知道这些字符的顺序,所以并行传输在HTTP1.1是不能实现的。

此外,队头阻塞问题在HTTP/2终于得到解决。
队头阻塞问题:每个 TCP 连接同时只能处理一个请求 - 响应,浏览器按 FIFO 原则处理请求,如果上一个响应没返回,后续请求 - 响应都会受阻。为了解决此问题,出现了 管线化 - pipelining 技术,但是管线化存在诸多问题,比如第一个响应慢还是会阻塞后续响应、服务器为了按序返回相应需要缓存多个响应占用更多资源、浏览器中途断连重试服务器可能得重新处理多个请求、还有必须客户端 - 代理 - 服务器都支持管线化。

解决方案

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,这就是流所做的事情。

此外,HTTP/2里的每个stream都可以设置依赖 (Dependency)和权重,可以按依赖树分配优先级,解决了关键请求被阻塞的问题

二进制流

2. 解决连接数过多。

我们假设Apache设置了最大并发数为300,因为浏览器限制,浏览器发起的最大请求数为6,也就是服务器能承载的最高并发为50,当第51个人访问时,就需要等待前面某个请求处理完成。

解决方案

我们来看一下,HTTP/2的多路复用是如何解决的。
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!

此外,HTTP/2支持服务器推送。
浏览器发送一个请求,服务器主动向浏览器推送与这个请求相关的资源,这样浏览器就不用发起后续请求。
这主要是针对资源内联做出的优化,相较于HTTP/1.1 资源内联的优势:

  • 客户端可以缓存推送的资源
  • 客户端可以拒收推送过来的资源
  • 推送资源可以由不同页面共享
  • 服务器可以按照优先级推送资源

服务器推送

3. Header内容冗余问题。

Header内容内容多,而且每次请求Header不会变化太多,没有相应的压缩传输优化方案

解决方案

使用HPACK算法来压缩首部内容。

二进制流

升级之后可以节省的成本

  1. JS文件的合并
    我们现在优化的一个主要方向就是尽量的减少HTTP的请求数, 对我们工程中的代码,研发时分模块开发,上线时我们会把所有的代码进行压缩合并,合并成一个文件,这样不管多少模块,都请求一个文件,减少了HTTP的请求数。但是这样做有一个非常严重的问题:文件的缓存。当我们有100个模块时,有一个模块改了东西,按照之前的方式,整个文件浏览器都需要重新下载,不能被缓存。现在我们有了HTTP/2了,模块就可以单独的压缩上线,而不影响其他没有修改的模块。根据上面讲的原理,我们尽可能将资源细粒化,文件分解地尽可能散,不用担心请求数多

雪碧图,文件合并同理可以弃用

  1. 多域名提高浏览器的下载速度
    之前我们有一个优化就是把css文件和js文件放到2个域名下面,这样浏览器就可以对这两个类型的文件进行同时下载,避免了浏览器6个通道的限制,这样做的缺点也是明显的:
    1.DNS的解析时间会变长。
    2.增加了服务器的压力。
    有了HTTP/2之后,请不要使用域名分片。

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