HTTP/2 与 HTTP/3

[ChuChencheng]

HTTP/1.1 的缺陷

队头阻塞

虽然长连接可以减少 TCP 握手的次数，但是 HTTP 请求的发送是按顺序的，当前请求没有响应就不会发送下一个请求，这样就会导致队头阻塞，降低页面加载速度。

解决方案：

1. 将资源分散到不同域名。浏览器对每个域名有 TCP 连接数量限制，对同一个域名，在 Chrome 下最多允许同时建立 6 个 TCP 连接。将资源分散到不同域名，可以提高同时建立 TCP 连接的数量。
2. 雪碧图。将多个小图片组合成一个图片，减少网络请求。
3. 使用内联写法。将样式表与脚本以内联的形式写在 HTML 中，减少网络请求。

HTTP 头部信息巨大

由于无状态的特性，每次发送的 HTTP 请求都要带上一个巨大的头部，即使请求体或者响应体的内容非常少。

明文传输

HTTP/1.1 传输内容使用的是明文，会带来安全性隐患。

HTTP/2 新特性

HTTP/2 基于 Google 开发的 SPDY 协议，目的是提高性能。

二进制传输

HTTP/2 采用二进制格式传输数据，相比于 HTTP/1.1 使用纯文本形式的报文，二进制协议解析更高效。 HTTP/2 将请求数据与响应数据分割为更小的帧，多个帧可以乱序发送，根据帧首部的流标识重新组装。

Header 压缩

• HTTP/2 使用专门开发的 HPACK 算法，在客户端和服务器两端建立字典，用索引号表示重复的字符串，采用哈夫曼编码来压缩整数和字符串
• 客户端与服务端共同维护一个“首部表”来跟踪头部信息的更新，相同的数据不必在每个请求中都发送
• 首部表在 HTTP/2 连接存续期间始终存在，由客户端与服务端共同渐进更新
• 每个新的首部键值对要么追加在当前表的末尾，要么替换原有的值

多路复用

HTTP/2 实现多路复用，同一个域名可以只占用一个 TCP 连接，可以在一个 TCP 连接里传输所有的数据。

主动推送

在 HTTP/1.1 中，服务端只能被动响应请求，请求由客户端发起。

在 HTTP/2 中，服务端可以主动推送资源到客户端，例如，在浏览器请求 HTML 文件时，把相应的脚本、 CSS 也推送到浏览器，而不必等待浏览器解析 HTML 的时候再发送。

客户端也可选择是否接收服务端的主动推送。

主动推送也遵守同源策略，服务端不能随便将第三方资源推送给客户端，而需要经过双方确认。

安全性

HTTP/2 实际上兼容 HTTP/1.1 的明文传输，不强制加密，但 HTTPS 是趋势，互联网上见到的 HTTP/2 都是使用的 HTTPS ，所以 HTTP/2 在事实上是加密的。

HTTP/2 缺点

建立 TCP 协议的时延

HTTP/2 也是基于 TCP 的，意味着无法避免 TCP 握手的过程。

另外，如果使用 HTTPS ，则还要加上 TLS 的握手过程。

TCP 队头阻塞

虽然减少了 TCP 的连接数量，但是没有解决 TCP 队头阻塞的问题。

TCP 有丢包重传的机制，当出现丢包时，整个 TCP 连接都要等待重传，在这种情况下， HTTP/2 的延迟可能还高于有多个 TCP 连接的 HTTP/1.1 。

HTTP/3 新特性

要避免 TCP 队头阻塞的问题，只能不用 TCP 。

Google 开发了基于 UDP 的 QUIC 协议

QUIC 协议特点：

• 实现了类似TCP的流量控制、传输可靠性的功能。
• 实现了快速握手功能。
• 集成了TLS加密功能。
• 多路复用，彻底解决TCP中队头阻塞的问题。

参考

• 解读HTTP/2 及 HTTP/3特性
• 什么是队头阻塞以及如何解决

[ChuChencheng]

有关于 HTTP/2.0 多路复用

在 HTTP/1.1 中，如果要并发多个请求，需要开多个 TCP 连接，每个 TCP 连接中同一时刻只能处理一个请求。

而使用管线化技术，虽然可以同时发送多个请求，但响应的顺序需要与请求发送的顺序一致，而有队头阻塞问题（HTTP）。

HTTP/2.0 的多路复用，就能解决上述 HTTP 队头阻塞问题。 HTTP/2.0 传输的数据是二进制帧，每个 TCP 连接都承载着双向流通的流，每一个流都有一个独一无二的标识和优先级，而流就是由二进制帧组成的。二进制帧的头部信息会标识自己属于哪一个流，所以这些帧可以交错传输。

但是 HTTP/2.0 无法解决 TCP 的队头阻塞问题。

参考

• 第 15 题：简单讲解一下 http2 的多路复用