http2究竟何方神圣？大白话总结

http1.1的弱点

http2的优点

1. 不再像http1那样用字符串的方式来传送数据，而是直接用二进制的方式打包成帧

这句话很多书或者博客都是这样写，其实根本就没有点透，比如你说http1.1是用字符串的方式传递数据，那么就算是字符串，真正到了底层，通过网卡、通过以太网水晶头网线，通过wifi射频信号，那特么不还是高低电平二进制嘛，怎么就说http2是二进制方式打包呢？

本质上是这样的，字符串确实在http1.1中也是二进制发送出去，但是呢，要看是怎么样的编码方式，举个最简单的例子，比如要传送1567.234，如果是ascii编码或者gbk、utf8，要占用8个字节，但是如果是二进制编码，直接按float32写进去，只要4个字节，那很明显，二进制编码方式要比直接字符串方式要节约内存和带宽。

继续说，http1的Header我们知道内容是挺多的，按照字符串方式编码的话，服务器端如何解析呢，服务器端是靠从字节流（一般到了api编程层面，就是字节数组）中读取一行来逐行解析的，也就是说读取字节流中的'\n'，从而来读取一行又一行的字符串，然后解析成Header对象（一般在服务端就是一个map，因为本身http请求中的header就是keyvalue的形式）

而换成http2的二进制报文的方式的话，就不是这样干的了，有过写tcp服务端的程序开发经验的朋友都知道，如果是在tcp上裸奔双发收发数据的话，是要约定数据报文的格式的，包括数据报文头字节数、总字节数等，一般都是消息头固定和消息体变长。H2的消息头固定是9个字节，9个字节如何组成：3字节Length、1个字节Type、1个字节Flags、1位R、31位帧ID，加起来正好9个字节，剩下来的就是Frame Payload（这个就是真正的帧内容，那一共多少字节呢，就是最前面3个字节Length指定的，那3个字节最大值多少？2^24-1个字节）

所以http2规范就约定了各种帧报文格式，然后客户端和服务端收发数据的时候，都是直接打包成字节数组，按照约定的格式往字节数组里面append，然后一次性把这个字节数组通过tcp发出去的，所以就要知道http2的帧格式，才能知道底层是如何约定帧格式的。

http1.x的首部信息被封装成HEADER帧和CONTINUATION帧，请求体被封装到DATA帧。

H2约定的帧类型

DATA、HEADERS、PRIORITY、RST_STREAM、SETTINGS、PUSH_PROMISE、PING、GOAWAY、WINDOW_UPDATE、CONTINUATION，分别取值0x0~0x9

2. tcp连接多路复用

这玩意其实也没啥，但是要注意和http1.1区别开来，http1.1里面也是通过keep-alive让tcp连接不要关闭的，否则的话，每次重新建立tcp连接，速度就慢下来了。http1.1里面浏览器不是搞出个，针对每个域名，同时支持最多6个tcp连接嘛

假设一个网页先把html down下来，然后浏览器解析一下html，发现里面还有n多图片、css、js等额外资源需要下载，大家都知道现在一个html网页，你去翻它的html源码，会发现还有n多个其他文件资源需要下载的，假设一个网页有60个额外的资源需要下载（图片、css、js等），那么就算是6个tcp连接，每个连接上分到10个文件的下载任务，每个连接上都要串行下载10个文件。

为啥说是每个tcp连接上是串行，因为http1.1规范和源码实现中是这样搞的，每个tcp连接发送1个文件请求后，就要等待（也就是说cpu空转），等到这个请求的响应回来后才能继续发送读取第2个文件的请求，比如在tcp-1连接上下载10个图片是这样搞的：

req-image-1
resp-image-1
req-image-2
resp-image2
......
req-image-10
resp-image-10

必须串行发送，这特么就很搞了，效率低下，因为我们知道tcp是双流，双车道，req-image-1请求出去后，要等响应回来本身就需要一些时间，再这段时间内，其实完全可以继续把req-image2请求先发送出去再说。

再看H2是怎么下载图片的

这就是http1.1在tcp层面发送数据接收数据比较低效的原因，在单个TCP链接层面是串行收发的，并没有实现多路复用（所谓的多路复用，就是在同一个链接上收发多个资源文件，就好像我们的骨干网，运营商架设的城域网，2个城市之间的人收发微信消息，都是同一个物理链路，但是运营商的设备之间是时分复用），所以h2对此做了优化，允许在响应没有回来之前，管他妈的，先把第2个请求发出去再说，这就提高了一些效率了，因为h2是基于帧来发送数据包的，我们知道既然是帧，只要是设计过基于tcp的socket程序的人都知道，我们一定会在请求报文和响应报文中搞一个全局唯一的请求id或者叫msgId，这样的话，才能把请求和响应的数据帧一一对应起来。

因为tcp是面向流的协议，流是源源不断的字节流，没有界限，抽刀断水水更流，如何从字节流中把一个帧给读取出来，就靠帧格式的约定了（固定头+变长body）。

然后呢，服务端给客户端发响应的时候，也一定会把req的msgId同样的给传回去，这样的话，客户端发出去10个req，回来10个resp，它就能把resp和req一一对应上了。就好像我写modbus-tcp代码一样的，假设要读取传感器的2个寄存器，连续发2个modbus-tcp请求报文过去，这2个modbus-tcp报文中是有msgId的，然后设备端回来modbus-tcp响应报文的时候，它会把这个msgId原样返回，这样的话，接受端才能把响应和请求一一对应

比如发3个modbus-tcp报文读取设备的电压、电流、温度，3个req报文出去（带上3个msgId），回来3个resp报文，必须从resp中读取msgId，然后和req匹配，这样的话，上层应用层代码才能准确地知道当前电压多少、电流多大、温度多少，否则的话，就无法匹配，会造成乱七八糟，比如把温度数据当成电压，这不是乱套了嘛！

而且，h2可以在一个tcp连接中持续发帧数据包，这样浏览器就不需要和服务端建立所谓的同一个域名下最大6个tcp连接，这就可以节约服务器端打开的tcp连接数了。

H2提倡，在浏览器和服务端之间只要1个TCP连接，用单个链接承载页面涉及的所有资源请求，能享受多路复用带来的好处。

h2还有个首部压缩的功能

浏览器按f12，看到请求和响应，就可以看到一堆的header，还有cookie，太占用内存和带宽了，其实你想啊，浏览器访问同一个网页，网页里面的那些图片、css、js都要单独下载，但是单独发请求去读取这些图片、css、js的时候，根本就没必要重复传输那些header呀，特别是一些网站用的cookie还是比较多的，每次传来传去cookie占了好多带宽。

所以h2就搞出了个首部压缩的功能，对header中的数据进行压缩，称之为HPACK，这个网上资料很多，也是很形式化的东西，核心就是用一些关键字表替换http 头部中的一些固定的字符串。

就好像打仗的时候的密码表一样，比如2个人约定：

今天晚上吃面条用数字1A表示
明天去爬山用数字2B表示

那么2个人发数据的时候，我就不需要用微信给你发：明天去爬山，我只要给你发一个2B就行，你收到以后，去一个约定好的表中查询，一查发现2B对应的是”明天去爬山“，那么你也就知道了。通过这种方式，节约了带宽。HPACK大致是这么个意思。

深入理解H2其实也没有太大必要，除非你是协议栈的开发者

要深入理解，有一些测试工具可以帮助我们理解，nghttp2 curl -v --http2 wireshark抓包

http3

谷歌这帮家伙又开始搞出个QUIC协议了，基于UDP来传送HTTP，这称之为HTTP3，连TCP都看不上了。TCP的缺点：慢启动、拥塞控制、不合理的丢包处理机制，TCP还有队首阻塞问题。