HTTP/2 学习

HTTP/2 是什么？

HTTP/2 就是 HTTP 协议的新版本，于 2015 年发布。目前主流浏览器基本都支持该协议，而很多网站也已经迁移到了 HTTP/2 上。

HTTP/2 的前身是由 Google 与 2009 年发布的实验性协议 SPDY，其主要目标是 “通过解决 HTTP/1.1 中广为人知的一些性能限制来减少网页的加载延迟”。

现有的 HTTP/1.1 的主要性能问题包括：

• HTTP/1.x 客户端需要使用多个连接才能实现并发和缩短延迟
• HTTP/1.x 不会压缩请求和响应标头，从而导致不必要的网络流量
• HTTP/1.x 不支持有效的资源优先级，致使底层 TCP 连接的利用率低下
• ...

注：摘自“HTTP/2 简介”

为提高性能，并且保持现有的 HTTP 语义和功能不变（这样前后端可以不做更改就能利用 HTTP/2 提供的性能优化），HTTP/2 进行了以下主要优化：

• 多路复用的单一长连接：提高吞吐量
• 头部压缩和二进制格式：减少传输量
• 服务端推送Server Push：提前获取资源

注：参考“HTTP 2 的新特性你 get 了吗？ - 知乎”

详细介绍请阅读这篇文章：

HTTP/2 简介 - Google Developers

这篇文章图文并茂，讲得也非常全面，完整的英文版在这：

HTTP/2 - High Performance Browser Networking
作者 Ilya Grigorik

浏览器与服务器是怎样建立 HTTP/2 连接的呢？

浏览器与服务器并不确定对方一定支持 HTTP/2，所以会有一个“协商”的过程。

HTTP/1.1 引入了 Update 机制，使得客户端和服务器可以协商升级到其他协议，例如 WebSocket 协议。当然，也可以采用这种机制来升级到 HTTP/2。

不过 HTTP/2 和 HTTPS 通常是一起使用的，其中一个好处就是，HTTPS 建立连接过程中，本就有协商的过程，所以可以在这个过程中加入 HTTP 协议的协商。

Google 在 SPDY 协议中开发了 NPN 的 TLS 扩展，随着 SPDY 被 HTTP/2 取代，NPN 也被官方修订为 ALPN（Application Layer Protocol Negotiation，应用层协议协商）。

ALPN 的目的就是在建立 HTTPS 连接过程中，顺便进行协议的协商，比如升级到 HTTP/2。

当然，需要客户端和服务器端都支持 ALPN，不支持的话还是可以通过 HTTP Upgrade 进行协议升级。

详细内容请阅读：

谈谈 HTTP/2 的协议协商机制 - Jerry Qu

实践

Node.js 从 v8.4.0 开始支持 HTTP/2，一个简化的 HTTP/2 server push 示例：

const http2 = require('http2')

http2.createSecureServer({
  key: fs.readFileSync('localhost-private.pem'),
  cert: fs.readFileSync('localhost-cert.pem')
})

h2server.on('stream', (stream, headers) => {
  const path = headers[':path']

  if (path === '/') {
    stream.pushStream({':path': '/index.css'}, (pushStream) => {
      stream.respondWithFile('index.css', {
        'content-type': 'text/css'
      })
    })

    stream.respondWithFile('index.html', {
      'content-type': 'text/html'
    })
  }
})

http2.listen(443)

试着写了一个简单的 HTTP/2 DEMO，可以本地运行后验证下 HTTP/2 的一些特性：

http2-demo - github

下载到本地后，执行：

npm start

然后访问本地的 https://localhost:8001/ 和 https://localhost:8002/ 就可以分别查看 DEMO 页面的 HTTP/1 和 HTTP/2 版本了。

注意：需要 Node.js 高于 v8.4.0 的版本。