HTTP2的介绍:从独木舟运货”到“细沙流淌”

摘要:HTTP2现在已经几乎是主流版本了,本文介绍了HTTP2对HTTP1的改进,包括切分成更小的二进制包,使用头部压缩算法,资源提前智能推送等。


HTTP/2:从"独木舟运货"到"细沙流淌"的进化

在现代 Web 开发中,我们早已习惯了页面秒开、资源并行加载的流畅体验。但你是否想过,这种"理所当然"的背后,是 HTTP/2 带来的根本性变革?

本文将带你从一个形象的比喻出发,深入理解 HTTP/2 是如何解决 HTTP/1.x 的性能瓶颈,并通过二进制分帧、头部压缩、多路复用和服务器推送等关键技术,彻底改变 Web 资源的传输方式。


一、HTTP/1.x 的困境:一条路上的"大石头堵车"

在 HTTP/1.1 时代,浏览器通常为每个域名建立 6 条左右的 TCP 连接,每个连接一次只能处理一个请求-响应。这就像用 6 条独木舟运货,每条船只能运一块大石头。

问题来了:

  • 一个页面往往需要几十个资源(CSS、JS、图片等),每块"石头"都很大;
  • 前面一个 JS 文件没传完,后面的 CSS 就得排队;
  • 即使网络空闲,也无法并发传输;
  • 大量小文件还会带来频繁的 TCP 握手和头部开销。

这就是典型的 队头阻塞(Head-of-Line Blocking) ------ 一条路上一块大石头卡住,整个路就走不动了。


二、HTTP/2 的破局:把大石头碾成"细沙",一条河里自由流淌

HTTP/2 的核心思想是:用一条 TCP 连接,承载所有资源的并发传输

它是怎么做到的?关键在于 二进制分帧层(Binary Framing Layer)

1. 分帧:大资源切成"细沙"

HTTP/2 不再以完整的文本报文为单位传输,而是将所有数据拆分成小而有序的帧(Frame),每个帧都带有流 ID(Stream ID),标识它属于哪个"逻辑请求"。

这些帧可以在一条 TCP 连接中交错发送,浏览器收到后按流 ID 重新组装。就像把大石头碾成细沙,通过一条河道自由流动,谁先到谁先用。

效果:彻底解决应用层的队头阻塞,实现真正的多路复用(Multiplexing)。


2. 头部压缩:只传"变化的部分"

HTTP 头部往往重复冗长(如 Cookie、User-Agent)。HTTP/2 使用 HPACK 算法进行压缩:

  • 客户端和服务器维护一份共享的头部字典;
  • 只发送头部字段的索引或差异部分;
  • 例如,第二次请求时,User-Agent 可能只需传一个数字 5

效果:减少头部体积 80% 以上,尤其对小资源请求极为友好。


3. 服务器推送:主动"预发"资源

HTTP/2 允许服务器在浏览器请求之前,主动推送资源。

比如:用户请求 index.html,服务器知道这个页面一定需要 style.cssmain.js,于是:

  1. 先发送一个 PUSH_PROMISE 帧,告知:"我将推送 /style.css";
  2. 紧接着发送该资源的 DATA 帧;
  3. 浏览器收到后,若缓存中已有该资源,可立即发送 RST_STREAM 拒绝,避免浪费。

效果:省去一次 RTT(往返延迟),关键资源"未问先送",显著提升首屏加载速度。
📌 注意:推送不是盲推,而是基于 HTML 内容、应用逻辑或用户行为预测的"智能预判"。


三、HTTP/2 的实际收益

优化点 HTTP/1.1 HTTP/2
连接数 多连接(6~8) 单连接复用
并发能力 有限并发,易阻塞 多路复用,无队头阻塞
头部传输 明文重复,体积大 HPACK 压缩,节省带宽
资源加载时机 被动等待请求 可服务器主动推送
开发复杂度 需域名分片、合并资源 可回归"一个资源一个文件"

四、一些注意事项

  • 不是所有场景都适用推送:过度推送会浪费带宽,甚至"抢"走关键资源的带宽。建议只推送关键 CSS、JS 或字体。
  • TLS 不是强制,但几乎总是启用:主流浏览器只支持 HTTPS 上的 HTTP/2。
  • HTTP/3 已来,但 HTTP/2 仍是主流:HTTP/3 解决了 TCP 层的队头阻塞,但部署成本更高,HTTP/2 仍是当前最广泛使用的高性能协议。

五、结语

HTTP/2 不是一次小修小补,而是一次传输范式的转变

从"整包传输、排队等待"

"分帧并发、智能预推"

它让我们摆脱了"资源合并"、"域名分片"等历史包袱,回归更清晰、更模块化的开发方式。


延伸阅读


挖个坑,后续有机会写写 Nginx 配置 HTTP/2 推送的代码示例,聊聊 HTTP/3 和 QUIC。

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