通過tcp多路復用降低延遲;
單個tcp連線上允許亂序request-response,解決隊頭堵塞問題;
實現層面上,大部分瀏覽器要求http/2必須開啟tls,一定程度上解決資料安全問題。
其中,隊頭阻塞問題真的被解決了嗎?
http/1.1為什麼會隊頭阻塞?
http/1.1通過pipelining管道技術實現一次性傳送多個請求,以期提高吞吐和效能,如上圖中的序列2。然而,這種技術在接收響應時,要求必須按照傳送請求的順序返回。如果,第乙個請求被堵塞了,則後面的請求即使處理完畢了,也需要等待,如上圖中的序列3。
那麼,http/2是怎麼解決這個問題的呢?那就是資料分幀:多個請求復用乙個tcp連線,然後每個request-response都被拆分為若干個frame傳送,這樣即使乙個請求被阻塞了,也不會影響其他請求,如上圖序列4所示。問題完美解決了?準確說,只解決了一部分。
如果隊頭阻塞的粒度是http request這個級別,那麼http/2 over tcp的確解決了http/1.1中的問題。但是,http/2目前實現層面上都是基於tcp(沒錯,http從來沒有說過必須通過tcp實現,你可以用它其他傳輸協議實現喲),因此http/2並沒有解決資料傳輸層的對頭(包)阻塞問題。
如上圖所示,當第乙個資料報發生丟包的時候,tcp協議會發生阻塞會進行資料重傳。雖然tcp有快速重傳等機制來緩解這個問題,但是只能是緩解。無法完全避免。
如何解決傳輸層的隊頭阻塞問題?
應用層無法解決傳輸層的問題。因此要完全解決隊頭阻塞問題,需要重新設計和實現傳輸層。目前而言,真正落地在應用的只看到google的quic. 它的原理簡單講,就是使用udp實現了乙個可靠的多路復用傳輸層。我們知道udp是面向資料報文的,資料報之間沒有阻塞約束,quic就是充分利用這個特性解決傳輸層的隊頭阻塞問題的。當然,quic的協議實現有非常多的細節,而這方面google確實做得非常好,如果你想進一步了解,可以關注他們的開源實現。
需要說明的是,當前的quic實現使用hpack壓縮http header, 受限於當前hpack演算法實現,在quic中的header幀也是受隊頭阻塞的。但是粒度已經降低到了幀這個級別,並且僅會在header幀**現。實際使用中,出現的概率已經非常低了。
小結http/2 over tcp(我們接觸最多的http/2)解決了http request級別的隊頭阻塞問題
http/2 over quic解決了傳輸層的隊頭阻塞問題(除去header frame),是我們理解的真正解決了該問題。
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