HTTP 1.0、HTTP 1.1 和 HTTP 2.0 区别

HTTP 1.0、HTTP 1.1 和 HTTP 2.0 是超文本传输协议(HTTP)不同版本的规范,各自进行了多项更新和改进:

1. HTTP/1.0

  • 单一请求-响应:每次请求都需要建立一个新的 TCP 连接,完成后立即断开。
  • 无状态连接:服务器无法保存客户端的状态信息。
  • 缺少持久连接:无法复用连接,每次请求都要重新建立 TCP 连接。
  • 缓存控制 :采用 Expires 头字段指定缓存到期时间,但不够灵活。

2. HTTP/1.1

  • 持久连接:默认启用持久连接(Connection: keep-alive),允许一个 TCP 连接复用多次请求,降低了连接建立和关闭的开销。
  • 分块传输编码:支持分块传输(Transfer-Encoding: chunked),可以在不确定消息长度时逐块传输数据,提高了实时性。
  • 带宽优化:支持内容协商(Content Negotiation),根据客户端的能力动态返回合适的资源版本。
  • 新增缓存机制 :引入了 Cache-Control 头,提供更灵活的缓存控制。
  • Host 头 :允许在同一 IP 上部署多个域名,不同请求通过 Host 头区分。

3. HTTP/2.0

  • 多路复用:在一个连接上支持多个请求和响应的并发,解决了 HTTP/1.x 的"队头阻塞"问题,提升了资源加载效率。
  • 二进制分帧:使用二进制格式传输请求和响应,代替了 HTTP/1.x 的纯文本,便于解析。
  • 头部压缩:通过 HPACK 算法压缩 HTTP 头部,减少了带宽消耗。
  • 服务端推送:允许服务器在客户端请求之前主动推送资源(如 JS、CSS),加速页面加载。

总结

  • HTTP/1.0:每次请求建立新连接,效率低,基本已淘汰。
  • HTTP/1.1:增加持久连接和缓存机制,优化了传输效率,至今仍在广泛使用。
  • HTTP/2.0:支持多路复用和服务端推送,提升了加载性能,逐渐普及中。

为什么http1.0 Expires 头字段指定缓存到期时间,不够灵活

Expires 头字段在 HTTP/1.0 中用于缓存控制,其值是一个绝对时间(即 GMT 时间),用于指定资源的过期时间。例如:

javascript 复制代码
Expires: Wed, 21 Oct 2023 07:28:00 GMT

之所以说它"不够灵活",主要原因在于以下几点:

1. 依赖客户端的时间设置

  • Expires 依赖客户端的本地时间来判断资源是否过期。如果客户端的时间设置不准确或者时区不同步,可能导致缓存行为不一致,比如资源过早过期或误认为未过期。

2. 无法实现相对时间控制

  • Expires 只能指定一个固定的绝对过期时间,而无法表示"从请求时间开始,缓存多长时间"。如果服务端更新了资源,必须同步更新所有的 Expires 时间,不然客户端可能会继续使用已过期的缓存。

3. 不支持更复杂的缓存策略

  • Expires 缺乏灵活性,无法表达一些更细化的缓存需求,比如短期缓存、重新验证缓存等。在动态内容较多的场景中,绝对时间很难满足需求,容易导致缓存失效过多或过期缓存被误用。

Cache-Control 作为替代方案

  • 在 HTTP/1.1 中,引入了 Cache-Control 头,允许使用相对时间(如 max-age=3600 表示缓存 3600 秒),解决了 Expires 的不足。
  • Cache-Control 还提供了更多控制选项(如 no-cacheno-storemust-revalidate),使缓存策略更加灵活和细化。

因此,Expires 因为绝对时间的限制不够灵活,而 Cache-Control 则通过支持相对时间和更多选项,增强了缓存控制的灵活性和精确度。

http2.0 在http1 上有哪些优化点

1. 多路复用

  • HTTP/1.1:每个 TCP 连接只能处理一个请求,必须等待当前请求完成才能发送下一个请求(容易造成队头阻塞)。
  • HTTP/2:支持在一个连接上同时发送多个请求和响应,不再受限于"一个连接一个请求"的限制,这大大减少了连接开销,解决了 HTTP/1.1 中的队头阻塞问题。
  • 优势:提升了页面加载速度,特别是对多个静态资源并发请求时,显著减少了延迟。

2. 二进制分帧

  • HTTP/1.1:使用纯文本协议传输数据,存在较多的解析开销。
  • HTTP/2:采用二进制分帧层,将数据分成更小的帧,并以二进制格式传输。请求和响应被分成独立帧,可以乱序发送,最后在客户端重新组装。
  • 优势:提高了传输效率,并降低了协议解析的复杂性。

3. 头部压缩

  • HTTP/1.1:每个请求和响应都携带完整的头部,尤其在较多资源请求时,带来重复的数据传输开销。
  • HTTP/2:采用 HPACK 算法对头部进行压缩,并引入头部表(Header Table)来存储重复的头字段,仅传输增量更新。
  • 优势:减少了带宽消耗和网络延迟,特别是在包含大量相同头部的请求中效果显著。

4. 服务器推送

  • HTTP/1.1:浏览器只能请求页面中引用的资源,不能预先获取相关资源。
  • HTTP/2:允许服务器在客户端请求之前主动推送资源,如 CSS、JS、图片等,不必等待客户端发起请求。
  • 优势:提前将关键资源推送给客户端,减少等待时间,提高页面首次加载速度。

5. 连接共享

  • HTTP/1.1:为了避免队头阻塞,通常会打开多个 TCP 连接,但这增加了服务器和客户端的资源开销。
  • HTTP/2:一个连接上可以处理多个流,减少了打开多个连接的必要,从而降低了资源消耗。
  • 优势:提高了网络资源利用率,更适合高并发场景。

总结

HTTP/2 的这些改进,使得其在数据传输的效率、加载速度、延迟和带宽占用等方面都有了显著优化,在加载复杂页面和处理大量资源时,HTTP/2 相比 HTTP/1.1 有明显的性能优势。

如何开启HTTP/2.0

1. 使用支持 HTTP/2 的服务器

  • Apache:需要开启 HTTP/2 模块。
  • Nginx:版本需在 1.9.5 或以上。
  • Node.js:通过 HTTP/2 模块支持。
  • 其他服务器:例如 IIS 10 及以上版本也支持 HTTP/2。

2. 启用 HTTPS(TLS)

  • 虽然 HTTP/2 协议并未强制要求 HTTPS,但主流浏览器(如 Chrome、Firefox)只在 HTTPS 下支持 HTTP/2。
  • 确保网站已配置 SSL/TLS 证书,并且能够通过 https:// 访问。

3. 配置服务器以支持 HTTP/2

根据服务器类型进行相应配置:

  • Nginx 示例 在 Nginx 配置文件中,将 listen 指令配置为支持 HTTP/2:

    复制代码

    javascript 复制代码
    server {
        listen 443 ssl http2;
        ssl_certificate /path/to/your/certificate.crt;
        ssl_certificate_key /path/to/your/private.key;
        ...
    }
  • Apache 示例 在 Apache 配置文件中,启用 HTTP/2 模块并更新 SSL 配置:apache

    java 复制代码
    LoadModule http2_module modules/mod_http2.so
    Protocols h2 http/1.1

4. 前端验证

  • 部署后,通过浏览器的 开发者工具 进行验证。打开 Network(网络) 面板,查看请求的 Protocol 列,确认是否为 h2

  • 可以使用命令行工具 curl 验证协议。例如:

    curl -I -k --http2 https://your-domain.com

通过上述配置,前端资源将自动通过 HTTP/2 进行传输,提升加载速度。

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