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HTTP/2请求/响应复用、报头压缩和服务器推送如何提升网站性能？

HTTP / 2是基于Google的SPDY协议构建的。

多路复用，而不是有序

乙异方向性发送的HTTP / 2协议的文本格式的帧的序列中的服务器和客户端被称为“流”之间交换。HTTP协议的早期迭代能够一次仅传输一个流以及每个流传输之间的一些时间延迟。

通过逐个发送的各个流接收大量媒体内容既低效又耗费资源。HTTP / 2更改有助于建立新的二进制框架层来解决这些问题。

该层允许客户端和服务器将HTTP有效负载分解为小的，独立且可管理的交错帧序列。然后在另一端重新组装该信息。

HTTP / 2流

二进制帧格式使得能够在连续流之间没有等待时间的情况下交换多个同时打开的独立双向序列。这种方法提供了下面解释的HTTP / 2的一系列好处：

并行多路复用的请求和响应不会相互阻塞。尽管传输多个数据流，但单个TCP连接用于确保有效的网络资源利用。无需应用不必要的 优化黑客 - 例如图像精灵，串联和域分片等 - 这些都会影响网络性能的其他方面。减少延迟，提高网络性能，提高搜索引擎排名。在运行网络和IT资源时降低运营支出和资本支出。利用此功能，来自多个流的数据包基本上是混合的，并通过单个TCP连接传输。然后，这些包在接收端被分割并作为单独的数据流呈现。使用HTTP版本1.1或更早版本同时传输多个并行请求需要多个TCP连接，尽管以更快的速率传输更多数据流，但这本身就会阻碍整体网络性能。

二进制协议

最新的HTTP版本在功能和诸如从文本协议转换为二进制协议等属性方面已经有了很大的发展。HTTP1.x用于处理文本命令以完成请求 - 响应周期。HTTP / 2将使用二进制命令（在1和0中）执行相同的任务。该属性简化了框架的复杂性，并简化了由于包含文本和可选空间的命令而混淆混合的命令的实现。

尽管与文本命令相比，读取二进制文件可能需要更多努力，但网络更容易生成和解析二进制文件中可用的帧。实际语义保持不变。

二进制协议

使用HTTP / 2实现的浏览器会在通过网络传输之前将相同的文本命令转换为二进制文件。二进制成帧层不与HTTP1.x客户端和服务器向后兼容，而是与SPDY和HTTP1.x相比具有显着性能优势的关键推动因素。使用二进制命令为互联网公司和在线业务提供关键业务优势，详细说明HTTP / 2的优点，如下所述：

解析数据的开销很低 - 这是HTTP / 2与HTTP1的关键价值主张。不容易出错。更轻的网络足迹。有效的网络资源利用率消除与HTTP1.x的文本性质相关的安全问题，例如响应分裂攻击。启用HTTP / 2的其他功能，包括压缩，多路复用，优先级排序，流量控制和TLS的有效处理。紧凑的命令表示，便于处理和实现。在客户端和服务器之间处理数据方面高效且稳健。减少网络延迟并提高吞吐量。流优先级

HTTP / 2实现允许客户端提供对特定数据流的偏好。虽然服务器不一定遵循来自客户端的这些指令，但该机制允许服务器根据最终用户要求优化网络资源分配。

HTTP / 2权重

流优先级与分配给每个流的依赖关系和权重一起使用。虽然所有流本质上都是相互依赖的，但是依赖流也被赋予1到256之间的权重。流优先级排序机制的细节仍然存在争议。

然而，在现实世界中，服务器很少能够控制CPU和数据库连接等资源。实现复杂性本身可防止服务器容纳流优先级请求。由于协议能够使用单个TCP连接处理多个数据流，因此该领域的研究和开发对于HTTP / 2的长期成功尤为重要。

此功能可以导致服务器请求同时到达，这些请求实际上在最终用户的角度优先级不同。随机阻止数据流处理请求会破坏HTTP / 2更改所承诺的效率和最终用户体验。同时，智能且广泛采用的流优先级排序机制提出了HTTP / 2的优点，解释如下：

有效的网络资源利用率减少了传递主要内容请求的时间。提高了页面加载速度和最终用户体验。客户端和服务器之间的优化数据通信。减少网络延迟问题的负面影响。使用头压缩

压缩标头，减少数据冗余。

HTTP / 2实现通过压缩大量冗余头帧来解决这些问题。它使用HPACK规范作为头压缩的简单而安全的方法。客户端和服务器都维护先前客户端 - 服务器请求中使用的标头列表。

HPACK在将每个标头传送到服务器之前压缩每个标头的各个值，服务器然后在先前传送的标头值列表中查找编码信息以重建完整标头信息。用于HTTP / 2实现的HPACK报头压缩具有巨大的性能优势，包括下面解释的HTTP / 2的一些优点：

有效的流优先级。有效利用多路复用机制。减少资源开销 - 在HTTP / 2与HTTP1和HTTP / 2与SPDY的争论中最早关注的领域之一。对大型标头以及常用标头进行编码，无需发送整个标头帧本身。每个数据流的单个传输大小迅速缩小。不易受到CRIME等利用压缩标头的数据流等安全攻击的攻击。服务器推送

服务器可以“推送”它认为客户端需要的资源，而不是等待客户端请求JS和CSS等资产。避免往返。

客户端将推送的资源保存在缓存中。客户端可以跨不同页面重用这些缓存资源。服务器可以在同一TCP连接中复用推送的资源以及最初请求的信息。服务器可以优先推送推送的资源 - 这是HTTP / 2与HTTP1的关键性能差异。客户端可以拒绝推送资源以维护缓存资源的有效存储库或完全禁用服务器推送。客户端还可以限制同时复用的推送流的数量。HTTP / 2对推送的数据流进行多路复用和优先级排序，以确保更好的传输性能，如其他请求 - 响应数据流所示。作为内置安全机制，必须授权服务器预先推送资源。

参考资料