浅析HTTP/2的多路复用

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HTTP/2有三大特性:头部压缩、Server Push、多路复用。前两个特性意思比较明确,也好理解,唯有多路复用不太好理解,尤其是和HTTP1.1进行对比的时候,这个问题我想了很长时间,也对比了很长时间,现在把思考的结果分享出来,希望对大家有帮忙。

先来说说Keep-Alive

在没有Keep-Alive前,我们与服务器请求数据的流程是这样:

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  • 浏览器请求//static.mtime.cn/a.js-->解析域名-->HTTP连接-->服务器处理文件-->返回数据-->浏览器解析、渲染文件
  • 浏览器请求//static.mtime.cn/b.js-->解析域名-->HTTP连接-->服务器处理文件-->返回数据-->浏览器解析、渲染文件
  • ...
  • ...
  • ...
  • 这样循环下去,直至全部文件下载完成。

这个流程最大的问题就是:每次请求都会建立一次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,而且逻辑上是非必需的,因为不间断的请求数据,第一次建立连接是正常的,以后就占用这个通道,下载其他文件,这样效率多高啊!你猜对了,这就是Keep-Alive

Keep-Alive解决的问题

Keep-Alive解决的核心问题:一定时间内,同一域名多次请求数据,只建立一次HTTP请求,其他请求可复用每一次建立的连接通道,以达到提高请求效率的问题。这里面所说的一定时间是可以配置的,不管你用的是Apache还是nginx

HTTP1.1还是存在效率问题

如上面所说,在HTTP1.1中是默认开启了Keep-Alive,他解决了多次连接的问题,但是依然有两个效率上的问题:

  • 第一个:串行的文件传输。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。(注: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)
  • 第二个: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。

HTTP/2的多路复用

HTTP/2的多路复用就是为了解决上述的两个性能问题,我们来看一下,他是如何解决的。

  • 解决第一个:在HTTP1.1的协议中,我们传输的requestresponse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 world,只能从hd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。

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HTTP/2引入二进制数据帧的概念,其中帧对数据进行顺序标识,如下图所示,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,这就是所做的事情。

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  • 解决第二个问题:HTTP/2对同一域名下所有请求都是基于,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!

以前我们做的性能优化不适用于HTTP/2

  • 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。
  • 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,根据上面讲的原理,我们就不用这么搞了,成本会更低。

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微微巴巴2007 · 2018年03月23日

会有一定的用处。

但是底层基于单个TCP,这个是个非常大的问题。TCP单连接就是单流的,连接上的一个报文丢失,会导致所有后面的数据都无法上报处理。

SPDY基于的QUIC协议,在单个连接上支持多个流,可以完全解决上面说的问题,可惜了。

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80after · 7月5日

相同的数据量,HTTP2 因为要为每一个数据加序列号,流量会翻倍吗?

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wanghongfei · 2018年08月21日

HTTP2一上SSL, 能不能比HTTP1快还真不好说

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