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HTTP1.0

问题

短连接

阻塞

HTTP1.1

优化

长连接（增加connection header）

缓存优化

错误码增加

断点续传优化

新增请求方式

Host优化

节约宽带（身份认证）

http 2.0

优化

多路复用

报文压缩

服务端推送

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HTTP1.0

问题

短连接

每一个请求建立一个TCP连接，请求完成后立马断开连接。这将会导致2个问题：连接无法复用。

阻塞

连接无法复用会导致每次请求都经历三次握手和慢启动。三次握手在高延迟的场景下影响较明显，慢启动则对文件类大请求影响较大。会导致带宽无法被充分利用，以及后续健康请求被阻塞。客户端同时发起的请求数目是固定的，如果太多就会排队阻塞。

HTTP1.1

优化

长连接（增加connection header）

通过http pipelining实现，http1.1默认开启长连接keep-alive（close时为短连接）。多个http 请求可以复用一个TCP连接，服务器端按照FIFO原则来处理不同的Request，一个Tcp连接通道可以并行多个http的请求和关闭。但是服务端还是根据客户端请求的先后顺序并且处理的，所以服务器依然会阻塞。

缓存优化

缓存处理，在HTTP1.0中主要使用header里的If-Modified-Since,Expires来做为缓存判断的标准，HTTP1.1则引入了更多的缓存控制策略例如Entity tag，If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。

错误码增加

在HTTP1.1中新增了24个错误状态响应码，如409（Conflict）表示请求的资源与资源的当前状态发生冲突；410（Gone）表示服务器上的某个资源被永久性的删除

断点续传优化

引入了range头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是206（Partial Content），这样就方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。

新增请求方式

PUT:请求服务器存储一个资源。
DELETE：请求服务器删除标识的资源。
OPTIONS：请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求。
TRACE：请求服务器回送收到的请求信息，主要用于测试或诊断。
CONNECT：保留将来使用。

Host优化

新增Host优化，通过不同host可以支持服务一个Ip对应多个虚拟Host主机。在HTTP1.0中认为每台服务器都绑定一个唯一的IP地址，因此，请求消息中的URL并没有传递主机名（hostname），HTTP1.0没有host域。随着虚拟主机技术的发展，在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机（Multi-homed Web Servers），并且它们共享一个IP地址。HTTP1.1的请求消息和响应消息都支持host域，且请求消息中如果没有host域会报告一个错误（400 Bad Request）。

节约宽带（身份认证）

HTTP1.1支持只发送header信息（不带任何body信息），如果服务器认为客户端有权限请求服务器，则返回100，客户端接收到100才开始把请求body发送到服务器。如果返回401，客户端就可以不用发送请求body了节约了带宽。

http 2.0

优化

多路复用

客户端和服务端可以并行发起或者回复，避免串行带来的阻塞。做到同一个连接并发处理多个请求，而且并发请求的数量比HTTP1.1大了好几个数量级。HTTP1.1也可以多建立几个TCP连接，来支持处理更多并发的请求，但是创建TCP连接本身也是有开销的。

从上图可以看出，请求index.html页面的时候，浏览器会去请求style.css和scripts.js的文件。左边的图是顺序加载两个个文件的，右边则是并行加载两个文件。

我们知道，TCP连接相当于两根管道（双工，一个用于服务器到客户端，一个用于客户端到服务器），管道里面数据传输是通过字节码传输，传输是有序的，每个字节都是一个一个来传输。

例如客户端要向服务器发送Hello、World两个单词，只能是先发送Hello再发送World，没办法同时发送这两个单词。不然服务器收到的可能就是 HWeolrllod（注意是穿插着发过去了，但是顺序还是不会乱）。

接上面的问题，能否同时发送Hello和World两个单词能，当然也是可以的，可以将数据拆成包，给每个包打上标签。发的时候是这样的①H ②W ①e ②o ①l ②r ①l ②l ①o ②d。这样到了服务器，服务器根据标签把两个单词区分开来。实际的发送效果如下图：

二进制分帧

二进制分帧可以实现上面的效果，HTTP/2 把 HTTP 协议通信的基本单位缩小为一个一个的帧，这些帧对应着逻辑流中的消息。并行地在同一个 TCP 连接上双向交换消息。二进制分帧层在 应用层(HTTP/2)和传输层(TCP or UDP)之间。HTTP/2并没有去修改TCP协议而是尽可能的利用TCP的特性。

在二进制分帧层中， HTTP/2 会将所有传输的信息分割为帧（frame）,并对它们采用二进制格式的编码 ，其中 首部信息会被封装到 HEADER frame，而相应的 Request Body 则封装到 DATA frame 里面。

HTTP 性能优化的关键并不在于高带宽，而是低延迟。TCP 连接会随着时间进行自我「调谐」，起初会限制连接的最大速度，如果数据成功传输，会随着时间的推移提高传输的速度。这种调谐则被称为 TCP 慢启动。由于这种原因，让原本就具有突发性和短时性的 HTTP 连接变的十分低效。

HTTP/2 通过让所有数据流共用同一个连接，可以更有效地使用 TCP 连接，让高带宽也能真正的服务于 HTTP 的性能提升。

报文压缩

 在HTTP1.1中，HTTP请求和响应都是由状态行、请求/响应头部、消息主体三部分组成。一般而言，消息主体都会经过gzip压缩，或者本身传输的就是压缩过后的二进制文件，但状态行和头部却没有经过任何压缩，直接以纯文本传输。随着Web功能越来越复杂，每个页面产生的请求数也越来越多，导致消耗在头部的流量越来越多，尤其是每次都要传输UserAgent、Cookie这类不会频繁变动的内容，完全是一种浪费。

       HTTP1.1不支持header数据的压缩，HTTP2.0使用HPACK算法对header的数据进行压缩，这样数据体积小了，在网络上传输就会更快。

服务端推送

一种在客户端请求之前发送数据的机制。网页使用了许多资源：HTML、样式表、脚本、图片等等。在HTTP1.1中这些资源每一个都必须明确地请求。这是一个很慢的过程。浏览器从获取HTML开始，然后在它解析和评估页面的时候，增量地获取更多的资源。因为服务器必须等待浏览器做每一个请求，网络经常是空闲的和未充分使用的。

       为了改善延迟，HTTP2.0引入了server push，它允许服务端推送资源给浏览器，在浏览器明确地请求之前，免得客户端再次创建连接发送请求到服务器端获取。这样客户端可以直接从本地加载这些资源，不用再通过网络。