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背景
这篇文档会从技术和协议层面来介绍http2。文档起源于2014年4月我在斯德哥尔摩做了一次相关的演讲，在那之后我对演讲内容的细节进行了一些解释和补充，从而写出了这篇文档。
正式版http2规格标准叫做RFC 7540，发布于2015年5月15日：http://www.rfc- editor.org/rfc/rfc7540.txt 如果你有在这篇文章中发现任何我的失误造成的错误或疏漏，请帮我指正。我会在后续版本 中修改。
为了让阅读体验更流畅，在这篇文章中我会使用“http2”来指代这一新协议，但请记住该协议的正式名字是HTTP/2。 -
HTTP的现状
当前，几乎所有互联网上的内容都采用HTTP 1.1作为通信协议。人们在该协议上投入了大量精力，因此基于该协议的基础架构得以日臻完善。得益于此，在现有的HTTP协议之上构建新的方案会比从底层建立新的协议要容易得多。
2.1 HTTP 1.1过于庞大
HTTP刚诞生的时候被看作一个相对简单直观的协议，但时间证明了早期的设计并不尽人意。 于1996年发布的、描述HTTP 1.0规范的RFC 1945只有60页，但仅仅3年之后，描述HTTP1.1规范的RFC 2616就骤增至176页。当我们在IETF小组对该规范进行更新时，更是被拆分成了总页数更多的六个文档（这就是RFC 7230及其文件族的由来与诞生）。总而言之，HTTP1.1包含了太多细节和可选内容，这让它变得过于庞大。
2.2 过多的可选项
HTTP 1.1不仅包含了非常多的细枝末节，也为未来的扩展预留了很多选项。这种事无巨细的风格导致在现有的软件生态中，几乎没有任何实际场景真正实现了协议中提及的所有细节， 甚至要弄清楚“所有细节”到底包括哪些内容都非常困难。这也导致了很多最初不常用的功能在后来的实现中得到很少支持，而有些最初实现了的功能，却又很少被使用。
随着时间推移，当客户端和服务器开始增加对于这些功能的使用时，**互用性
** （interoperability）问题就暴露了出来。HTTP管线化（HTTP Pipelining）就是一个非常好的例子。
2.3 未能被充分利用的TCP
HTTP 1.1很难完全使用出TCP协议能提供的所有强大能力。HTTP客户端和浏览器必须要另辟蹊径，去寻找新的解决方案来降低页面载入时间。
与此同时，人们也尝试使用新的协议来替代TCP，但结果证明这也非常困难。无奈之下，我 们只能尝试同时改进TCP协议本身和基于TCP的上层协议。
简单来说，我们可以通过更好的利用TCP来减少传输过程中的中断，并充分挖掘利用那些本 可以用于发送/接受更多数据的时间。下面几段我们将会着重讨论这些问题。
2.4 传输大小和资源数量
如果仔细观察那些最流行的网站首页所需要下载的资源，会发现一个非常明显的趋势。近年 来加载网站首页接受的数据量在逐渐增加，并已经超过了1.9MB。但更重要的是：平均每个页面为了完成渲染需要加载超过100个独立资源。
正如下图所示，这种趋势已经持续了很长一段时间，并且没有减缓的迹象。该图表中绿色直 线展示了传输数据大小的增长，红色直线展示了平均请求资源数量的增长。
- {failImgCache = [];}if(failImgCache.indexOf(src) == -1 && src.trim().length){failImgCache.push(src);}$(this).closest('.md-image').addClass('md-img-error').removeClass('md-img-loaded');" onload="var src = window.removeLastModifyQuery(this.getAttribute('src'));if(!src.trim()) return;if(loadedImgCache.indexOf(src) == -1 && src.trim().length){loadedImgCache.push(src);}$(this).closest('.md-image').addClass('md-img-loaded').removeClass('md-img-error');" style="box-sizing: border-box; border-width: 0px 4px 0px 2px; border-right-style: solid; border-left-style: solid; border-right-color: transparent; border-left-color: transparent; vertical-align: middle; max-width: 100%; cursor: default;">
2.5 恼人的延迟
HTTP 1.1对网络延迟非常敏感。部分原因是HTTP Pipelining还存有很多问题，所以对大部分用户来说这项技术是被默认关闭的。 - {failImgCache = [];}if(failImgCache.indexOf(src) == -1 && src.trim().length){failImgCache.push(src);}$(this).closest('.md-image').addClass('md-img-error').removeClass('md-img-loaded');" onload="var src = window.removeLastModifyQuery(this.getAttribute('src'));if(!src.trim()) return;if(loadedImgCache.indexOf(src) == -1 && src.trim().length){loadedImgCache.push(src);}$(this).closest('.md-image').addClass('md-img-loaded').removeClass('md-img-error');" style="box-sizing: border-box; border-width: 0px 4px 0px 2px; border-right-style: solid; border-left-style: solid; border-right-color: transparent; border-left-color: transparent; vertical-align: middle; max-width: 100%; cursor: default;">
HTTP 1.1对网络延迟非常敏感。部分原因是HTTP Pipelining还存有很多问题，所以对大部分用户来说这项技术是被默认关闭的。
虽然近几年来网络带宽增长非常快，然而我们却并没有看到网络延迟有对应程度的降低。在 高延迟的网络环境中（比如移动设备），即使拥有高连接速率，也很难获得优质快速的网络 体验。
另外一个需要低延迟的场景是某些视频服务，如视频会议、游戏和其它类似无法预先发送资 源请求的情况。
2.6 线头阻塞（Head of line blocking）
HTTP Pipelining是这样一种技术：在等待上一个请求响应的同时，发送下一个请求。(译者 注：作者这个解释并不完全正确，HTTP Pipelining其实是把多个HTTP请求放到一个TCP连接 中一一发送，而在发送过程中不需要等待服务器对前一个请求的响应；只不过，客户端还是 要按照发送请求的顺序来接收响应。)但就像在超市收银台或者银行柜台排队时一样，你并不 知道前面的顾客是干脆利索的还是会跟收银员/柜员磨蹭到世界末日（译者注：不管怎么说， 服务器（即收银员/柜员）是要按照顺序处理请求的，如果前一个请求非常耗时（顾客磨 蹭），那么后续请求都会受到影响），这就是所谓的**线头阻塞（Head of line blocking）
**
当然，你可以在选择队伍时就做足准备，去排一个你认为最快的队伍，或者甚至另起一个新 的队伍（译者注：即新建一个TCP连接）。但不管怎么样，你总归得先选择一个队伍，而且 一旦选定之后，就不能更换队伍。
但是，另起新队伍会导致资源耗费和性能损失（译者注：新建 TCP 连接的开销非常大）。这种另起新队伍的方式只在新队伍数量很少的情况下有作用，因此它并不具备可扩展性。（译者注：这段话意思是说，靠大量新建连接是不能有效解决延迟问题的，即HTTP Pipelining并不能彻底解决Head of line blocking问题。）所以针对此问题并没有完美的解决方案。
这就是为什么，即使在2015年的今天，大部分桌面浏览器仍然会选择默认关闭HTTP pipelining这一功能的原因。
3 那些年，克服延迟之道
再困难的问题也有解决的方案，但这些方案却良莠不齐。
3.1 Spriting
Spriting是一种将很多较小的图片合并成一张大图，再用JavaScript或者CSS将小图重新“切 割”出来的技术。
网站可以利用这一技巧来达到提速的目的——在HTTP 1.1里，下载一张大图比下载100张小图 快得多。
但是当某些页面只需要显示其中几张小图时，这种方案的缺点就凸显出来了：它必须将整张 大图都从cache里取出，而不能将最频繁使用的那些图片保留在cache里。
3.2 内联（Inlining）
Inlining是另外一种防止发送很多小图请求的技巧，它将图片的原始数据嵌入在CSS文件里面 的URL里。而这种方案的优缺点跟Spriting很类似。
.icon1 {
background: url(data:image/png;base64,<data>) no-repeat;
}
.icon2 {
background: url(data:image/png;base64,<data>) no-repeat;
}
10 那些年，克服延迟之道
3.3 拼接（Concatenation）
大型网站往往会包含大量的JavaScript文件。一些前端工具可以帮助开发人员将这些文件合并 为一个大的文件，从而让浏览器能只花费一个请求就将其下载完，而不是发无数请求去分别 下载那些琐碎的JavaScript文件。但凡事往往有利有弊，如果某页面只需要其中一小部分代 码，它也必须下载完整的那份；而文件中一个小小的改动也会造成大量数据的被重新下载。
这种方案也给开发者造成了很大的不便。
3.4 分片（Sharding）
最后一个我要说的性能优化技术叫做Sharding。顾名思义，Sharding就是把你的服务分散在 尽可能多的主机上。这种方案乍一听比较奇怪，但是实际上在这背后却蕴藏了它独辟蹊径的 道理！
最初的HTTP 1.1规范提到一个客户端最多只能对同一主机建立两个TCP连接。因此，为了不 和规范冲突，一些聪明的网站使用了新的主机名，这样的话，用户就能和网站建立更多的连 接，从而降低载入时间。
后来，两个连接的限制被取消了，现在的客户端可以轻松地和每个主机建立6-8个连接。但由 于连接的上限依然存在，所以网站还是会用这种技术来提升连接的数量。而随着资源个数的 提升（上面章节的图例），网站会需要更多的连接来保证HTTP协议的效率，从而提升载入速 度。在现今的网站上，使用50甚至100个连接来打开一个页面已经并不罕见。根 据httparchive.org的最新记录显示，在Top 30万个URL中平均使用40（！）个TCP连接来显示 页面，而且这个数字仍然在缓慢的增长中。
另外一个将图片或者其他资源分发到不同主机的理由是可以不使用cookies，毕竟现今cookies 的大小已经非常可观了。无cookies的图片服务器往往意味着更小的HTTP请求以及更好的性 能！
下面的图片展示了访问一个瑞典著名网站的时产生的数据包，请注意这些请求是如何被分发 到不同主机的。
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