HTTP/1.0

1996年5月,HTTP/1.0 版本发布,为了提高系统的效率,HTTP/1.0规定浏览器与服务器只保持短暂的连接,浏览器的每次请求都需要与服务器建立一个TCP连接,服务器完成请求处理后立即断开TCP连接,服务器不跟踪每个客户也不记录过去的请求。

这种方式就好像我们打电话的时候,只能说一件事儿一样,说完之后就要挂断,想要说另外一件事儿的时候就要重新拨打电话。

HTTP/1.0中浏览器与服务器只保持短暂的连接,连接无法复用。也就是说每个TCP连接只能发送一个请求。发送数据完毕,连接就关闭,如果还要请求其他资源,就必须再新建一个连接。

我们知道TCP连接的建立需要三次握手,是很耗费时间的一个过程。所以,HTTP/1.0版本的性能比较差。

HTTP1.0 其实也可以强制开启长链接,例如接受Connection: keep-alive 这个字段,但是,这不是标准字段,不同实现的行为可能不一致,因此不是根本的解决办法。

HTTP/1.1

为了解决HTTP/1.0存在的缺陷,HTTP/1.1于1999年诞生。相比较于HTTP/1.0来说,最主要的改进就是引入了持久连接。所谓的持久连接即TCP连接默认不关闭,可以被多个请求复用

由于之前打一次电话只能说一件事儿,效率很低。后来人们提出一种想法,就是电话打完之后,先不直接挂断,而是持续一小段时间,这一小段时间内,如果还有事情沟通可以再次进行沟通。

客户端和服务器发现对方一段时间没有活动,就可以主动关闭连接。或者客户端在最后一个请求时,主动告诉服务端要关闭连接。

HTTP/1.1版还引入了管道机制(pipelining),即在同一个TCP连接里面,客户端可以同时发送多个请求。这样就进一步改进了HTTP协议的效率。

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有了持久连接和管道,大大的提升了HTTP的效率。但是服务端还是顺序执行的,效率还有提升的空间。

HTTP/2

HTTP/2 是 HTTP 协议自 1999 年 HTTP 1.1 发布后的首个更新,主要基于 SPDY 协议。

HTTP/2 为了解决HTTP/1.1中仍然存在的效率问题,HTTP/2 采用了多路复用。即在一个连接里,客户端和浏览器都可以同时发送多个请求或回应,而且不用按照顺序一一对应。能这样做有一个前提,就是HTTP/2进行了二进制分帧,即 HTTP/2 会将所有传输的信息分割为更小的消息和帧(frame),并对它们采用二进制格式的编码。

也就是说,老板可以同时下达多个命令,员工也可以收到了A请求和B请求,于是先回应A请求,结果发现处理过程非常耗时,于是就发送A请求已经处理好的部分, 接着回应B请求,完成后,再发送A请求剩下的部分。A请求的两部分响应在组合到一起发给老板。

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而这个负责拆分、组装请求和二进制帧的一层就叫做二进制分帧层

除此之外,还有一些其他的优化,比如做Header压缩、服务端推送等。

Header压缩就是压缩老板和员工之间的对话。

服务端推送就是员工事先把一些老板可能询问的事情提现发送到老板的手机(缓存)上。这样老板想要知道的时候就可以直接读取短信(缓存)了。

目前,主流的HTTP协议还是HTTP/1.1 和 HTTP/2。并且各大网站的HTTP/2的使用率也在逐年增加。

HTTP/3

前面我们知道了 HTTP/1.1 和 HTTP/2 都有队头阻塞的问题:

  • HTTP/1.1 中的管道( pipeline)虽然解决了请求的队头阻塞,但是没有解决响应的队头阻塞,因为服务端需要按顺序响应收到的请求,如果服务端处理某个请求消耗的时间比较长,那么只能等响应完这个请求后, 才能处理下一个请求,这属于 HTTP 层队头阻塞。

  • HTTP/2 虽然通过多个请求复用一个 TCP 连接解决了 HTTP 的队头阻塞 ,但是一旦发生丢包,就会阻塞住所有的 HTTP 请求,这属于 TCP 层队头阻塞。

HTTP/2 队头阻塞的问题是因为 TCP,所以 HTTP/3 把 HTTP 下层的 TCP 协议改成了 UDP!

HTTP/1 ~ HTTP/3

UDP 发送是不管顺序,也不管丢包的,所以不会出现像 HTTP/2 队头阻塞的问题。大家都知道 UDP 是不可靠传输的,但基于 UDP 的 QUIC 协议 可以实现类似 TCP 的可靠性传输。

QUIC 有以下 3 个特点。

  • 无队头阻塞

  • 更快的连接建立

  • 连接迁移

总结

协议

特点

Http1.0

  • 短连接(存在请求端的队头阻塞)

  • 无状态,无连接

http1.1

  • 持久连接

  • 管道化技术(解决了请求端的对头阻塞,依然存在响应端的队头阻塞)

  • 支持断点续传

http2.0

  • 二进制传输

  • 多路复用(解决了http层的队头阻塞,但是存在tcp层的队头阻塞)

  • 头部压缩

  • 服务器推送

htp3.0

  • quic技术(只阻塞某个请求)

  • 支持连接迁移(ip地址改变,依然可以保持连接,使用id等上下文实现)

soure:

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