借助 HTTP/2 打造更迅捷的 Web 体验

HTTP/2 的目标

2015 年 2 月，互联网工程任务组（IETF）批准了 HTTP/2 标准提案，1999 年 HTTP/1.1 正式标准化 ，而 HTTP/2 是自那时以来的首个重大升级。HTTP/2 的主要目标是与 HTTP/1.1 完全语义兼容的基础上，进一步减少网络延迟。换句话说，HTTP/2 要在不破坏原有 Web 体系的基础上使它变得更快。

SPDY 的起源

自 2009 年底以来，Google 一直在开发一个实验性的协议，这个神秘的协议名叫 SPDY（读作 speedy）。SPDY 并不是一个首字母缩略词，其实，它是 Google 注册的一个商标，HTTP/2 正是起源于这个 SPDY 实验。事实上，后来有许多曾经参与 SPDY 项目的核心开发者同样也加入到 HTTP/2 的开发中去。在 2015 年 2 月，Google正式宣布停止支持 SPDY 计划，全力支持 HTTP/2 的开发，预计在 2016 年前实现全部功能。

HTTP/1.1

自 1999 年以来，HTTP/1.1 默默地为我们服务了十几年，它是在当时那样的计算机和网络应用场景下被设计出来的。我不说你也知道，HTTP 早就应该升级了。为了便于描述 HTTP/1 是如何工作的，我在下面放了几张图解。根据序号的顺序你就会看到，从客户端开始（很可能是一个web浏览器）与右方的服务器建立一个 HTTP/1 的连接。

(2) 客户端/浏览器随后发送一个 GET 请求（HTTP 方法）获取 index.html 页面。 (3) 服务器响应客户端请求的资源。 (4-7) 在我们这个简单的示例中，这个不断进行的 请求-响应循环过程 持续地获取样式表和脚本来完善整个 HTML 文档。 (8) 最终，这个 HTTP/1 连接断开了。

线头阻塞（Head-of-Line Blocking）

如你所见，客户端/浏览器 花费大量的时间等待每一个资源被响应。因为 HTTP/1 不能在同一个连接上进行并发请求，浏览器通常需要开启多个连接来加速请求资源的过程。

代价高昂的连接

即使开启多个连接能有效提高资源的加载速度，但是从计算机网络的角度来看，开启每一个连接的代价都很高。所以，现代浏览器通常都有最多 6-8 个 HTTP/1.1 连接的限制，许多网站现在需要加载 80多个或者更多的资源，这些连接限制逐渐成为了整个 Web 系统的性能瓶颈。

HTTP 管线化（HTTP Pipelining）

HTTP/1.1 尝试利用一个名为 HTTP管线化的技术解决性能瓶颈问题，不幸的是，单一的大文件和过慢的响应仍然会阻塞所有后续的请求。HTTP管线化 不难部署，但你基本上不太可能去部署它，现代浏览器几乎都不怎么支持 HTTP 管线化的功能，因为许多媒介和服务器不能正确地处理它（译者注：可以参考 http://en.wikipedia.org/wiki/HTTP_pipelining 查看一下支持的平台）。

HTTP/2 多路复用（Multiplexing）

多路复用允许同时通过单一的 HTTP/2 连接发起多重的请求-响应消息，为了向你们量化展示一个 HTTP/2 连接到底快多少，我准备了一套并排的图对比 HTTP/2 与 HTTP/1 的性能，在这个简单的示例中只请求 3 个资源，从 web 页面开始渲染到加载结束，HTTP/2 比 HTTP/1 节省不少时间。

推而广之，当 80 个资源复合请求时，与 HTTP/1.1 相比，很明显通过单一连接进行传递的 HTTP/2 更高效！

其它提高 HTTP/2 性能的因素

除了多路复用，HTTP/2 还是二进制的，与 HTTP/1 这样的文本协议相比，二进制协议解析起来更加高效。很显然，二进制的协议更适合在线路进行传输，并且更不容易出错。

HTTP/2 同时也减少了压缩头部的开销，这些在 HTTP/1 里都没有实现。

服务器推送（Server Push）

在 HTTP/2 中，服务器推送是指在客户端请求之前发送数据的机制。如果一个请求是由你的主页发起的，服务器很可能响应主页内容、logo以及样式表，因为它知道客户端会用到这些东西。这相当于在一个 HTML 文档内集合了所有的资源，不过与之相比，服务器推送有一个很大的优势：可以缓存！

当然这同时也是它的一个缺点，如果客户端已经缓存了数据，此时会产生不必要的冗余。这也是为什么我推荐服务器提示（Server Hints）的原因。

服务器提示（Server Hints）

服务器提示可以先于客户端检测到将要请求的资源，提前通知客户端，服务器不发送所有资源的实体，它只发送资源的 URL。客户端接到提示后进一步验证之前的缓存，如果发现需要这些资源，则正式发起请求。服务器提示对 HTTP/2 来说兴许不是最新的，但非常值得在这里顺便一提，因为它没有上文提到的服务器推送冗余的缺点。

服务器提示是通过 HTTP Link header 和与已实现的 link prefetching 语义重叠的部分来实现的。举个例子，一个 HTTP Link header 看起来是这样的：

Link:<https://example.com/images/large-background.jpg>; rel=prefetch

如果 HTML 文档的 head 标签中有一个 prefetch link标签，不需要在服务端有额外的实现，举个例子：

<linkrel="prefetch"href="https://example.com/images/large-background.jpg">

了解更多有关 rel="prefetch" 的信息，参考 Mozilla 出品的 Link prefetching 常见问题。

进一步了解资源提示

预加载关联用于声明一个资源和它的 fetch 属性，这个规范通过额外的处理策略扩展了功能，有效地获取在下一个导航可能需要请求的资源，举个例子

一些浏览器中，loadpolicy="next inert" 等同于 rel=prefetch 这样的实现，loadpolicy 属性的 next 值在语义上与 rel=prerender 相同，这个规范对预获取和预渲染的功能进行了标准化，并且给他们扩展了额外的功能。

欲了解更多，移步发布在 W3C 的由 Ilya Grigorik 编辑的文章 资源提示。

HTTP/2 安全批判

尽管 HTTP/2 的主要目标是使网络更快，但是因为它不强制加密连接，目前饱受批判。还好的是，主导的浏览器厂商迄今为止都拒绝开发不加密的 HTTP/2，所以 HTTP/2 需要通过代理部署一个加密的连接。如果你不认为这对 Web 的未来大有裨益，请移步我的文章 HTTPS 无所不在。

浏览器支持

HTTP/2 现在或者将来会被所有主流浏览器支持。

• Chrome 40 支持 HTTP/2 14 号草案，但是默认不开启。HTTP/2 17 号草案（也就是最终草案），现在可以在 Chrome Canary 43（开发者预览版）里使用了，目前只有基于 TLS（加密的）的 HTTP/2 实现。 如需在 Chrome 中启用 HTTP/2，访问： chrome://flags/#enable-spdy4
• Firefox 支持 HTTP/2，在第 36 版中默认启用，早在第 34 版中，就已经开始添加针对 HTTP/2 的实验性支持。目前也只有基于 TLS 的HTTP/2 实现。
• IE11 支持 HTTP/2，但是只在 Windows 10 Beta 版里默认启用。目前也只有基于 TLS 的 HTTP/2 实现。
• Spartan 预计也会支持基于 TLS 的 HTTP/2，尽管微软为 Windows 10 打造的新浏览器的有关细节尚未完全曝光。
• Safari 在 Mac OS X Yosemite（10.10）和 iOS 8 中默认支持 SPDY，对于 HTTP/2 的全支持预计在 2015 年底完成。
• Opera 默认支持 SPDY。预计在 Chrome 全部实现 HTTP/2 最终草案的特性后全面支持 HTTP/2。

服务器支持

支持 HTTP/2

• IIS（互联网信息服务）在 Windows 10 beta 版中支持 HTTP/2。
• OpenLiteSpeed 1.3.8 和 1.4.5 支持 HTTP/2 第 17 号草案。

支持 SPDY，但不支持 HTTP/2

• Apache 通过 mod_spdy 模块支持老版本的 SPDY，目前这个模块已经停止开发。
• LiteSpeed Web 服务器目前支持 SPDY/3.1。
• Nginx 通过一个模块提供针对 SPDY(Draft 3.1) 的实验性支持，计划在 2015 年底支持 HTTP/2。

目前没有支持 HTTP/2 计划的

• lighttpd 在版本 1.x 中没有支持 SPDY 或 HTTP/2 的计划

其它 HTTP/2 实现

其它已知的 HTTP/2 实现可以在 Github HTTP/2 wiki 中找到

最后，有关 HTTP/2 的畅想

正如我们所探索的，HTTP/2 早就应该为升级 Web 而出现，当它在接下来的几年中被广泛接受，网站和其它 web 服务将会变得更快，比以前任何时候更加能干。感谢有远见的浏览器厂商们，HTTP/2 将会增强用户的隐私和安全。我认为对于整个 Web 生态来说，HTTP/2 是一次至关重要的飞跃，未来有许多新的事业正等着我们去开拓。

如果关于 HTTP/2 你有任何的问题或建议，可以在 Twitter 上 @BenjaminPatch

致谢

非常感谢 Ilya Grigorik，他是一位 Google 的 web 性能工程师，在他的协助下我完成了这篇关于 HTTP/2 的文章，Ilya 同时也是《高性能浏览器网络（High-Performance Browser Networking）》（译者注：图灵出版社已经出版，李松峰老师翻译的，《Web性能权威指南》）的作者，这是一本为 web 开发者准备书，它非常棒，阅读这本书你可以了解更多有关网络和浏览器性能的知识。