HTTP2

一：概述

HTTP通过SSL/TLS在安全上达到了极致，但是在性能方面只优化了握手加密的环节，整体的数据传输也只能依靠"落后"的长连接技术，所以HTTP2对HTTP的性能进行改进。由于以前以小版本号命名HTTP1.0和HTTP1.1的时候，人们难以区分差别，造成了许多的混乱和误解，所以现在HTTP使用大版本号。

二：HTTP/2特性

2.1 兼容HTTP/1

HTTP/2把HTTP/1的分解为了语法和语义两部分。
语义部分：
 与HTTP/1一致，例如请求方法、URI、状态码、头字段等概念都保留不变，这样基于HTTP协议的上层应用也不需要做任何修改，完美的衔接HTTP/2。HTTP2没有引入新的协议名，仍然以http表示明文协议，以https表示加密协议。
语法部分：
 1.头部压缩：由于报文Header会携带大量的固定头字段，在成千上万的请求响应报文里有很多重复的字段值，让大量带宽消耗在这些冗余的数据上。HTTP2开发了专门的"HPACK"，在客户端和服务器两端建立"字典"，用索引号表示重复的字符串，采用哈夫曼编码来压缩整数和字符串。
 2.二进制格式：HTTP/2将不再使用ASCII码，而是向下层的TCP/IP协议靠近，全面采用二进制格式。因为在使用纯文本的格式时容易产生多义性，比如大小写、空白字符、回车换行、多字少字等，程序处理时复杂，效率低，而采用二进制格式解析起来没歧义，简单高效而且体积小。HTTP/2将原来的 Header+body 的消息变为了数个小片的二进制帧，用HEADERS帧存放头数据，DATA帧存放实体数据。
 3.虚拟的流：HTTP/2定义了流的概念，它是二进制帧的双向传输序列，同一个信息往返的帧会分配一个唯一的流ID，里面流动的是一串有先后顺序的帧数据，这些数据帧按照次序组装起来就是HTTP/1中的请求报文和响应报文。HTTP/2在TCP连接上用流同时发送多个碎片化信息，也就是多路复用，解决了队头阻塞的问题，降低了延迟，大幅度提高了连接的利用率。HTTP/2还添加了一些控制帧来管理虚拟的流，实现了优先级和流量控制。而且服务器不再是被动地响应请求，也可以通过新建流主动向客户端发送信息。
 4.强化安全：HTTP2定义了两个字符串标识符"h2":表示加密的HTTP/2，"h2c":表示明文的HTTP/2。底层通信协议要求采用TLS1.2以上版本。
HTTP/2协议栈

HTTP/2内部剖析

连接前言
 由于HTTP/2是基于TLS协议的，所以在正式收发数据之前，要进行TCP握手和TLS握手，在TLS握手成功之后，客户端必须要发送一个连接前言，用来确认建立HTTP/2连接。连接前言是标准的HTTP/1.0请求报文，使用纯文本的ASCII码格式，请求方法是关键字PRI。
头部压缩
 在请求发送之前，必须要用HPACK算法来压缩头部数据，HPACK算法是专门为压缩HTTP头部定制的算法，是有状态的算法，需要客户端和服务端格子维护一份索引表，压缩和解压就是查表和更新表的操作。HTTP/2废除了原有的起始行概念，将起始行里面的请求方法、URI、状态码等统一转换成了头字段的形式，叫做伪头字段，格式是会在字段名前加一个":"，比如

:authority: search.bilibili.com   #域名
:method: GET    #请求方法
:scheme: https  #协议

现在报文头就全是"Key-Value"形式的字段，HTTP/2为一些常用的头字段定义了一个只读的静态表，查表就可以知道字段名和对应的值。
二进制帧
 二进制帧结构

帧类型可以分为数据帧和控制帧两类，HEADERS帧和DATA帧属于数据帧，用于存放HTTP报文，而SETTINGS、PING、PRIORITY是用来管理流的控制帧。
帧标志用于携带简单的控制信息。
流标识符用于从乱序的帧里面识别出具有相同流ID的帧序列。