使用 HTTP/2 提升性能的7个建议

历史悠久的超文本传输协议,即HTTP标准,最近版本升级了。HTTP/2在2015年5月被批准,目前已经在很多Web浏览器和服务器中得到实现(包括NGINX Plus开源NGINX)。大约有的浏览器已经支持HTTP/2,而且这个比例每月都在增加。

HTTP/2构建在Google SPDY协议基础之上,Chrome将在2016年年初停止对后者的支持。NGINX是最早支持SPDY的,如今同样率先支持了HTTP/2。为此,我们还发布了详尽的白皮书(PDF),介绍了HTTP/2以及它如何基于SPDY构建,并展示了如何实现这个新协议。

HTTP/2的重要特性完全源自SPDY。

HTTP/2是二进制(而文本)协议,因此更简洁高效;

它针对每个域只使用一个多路复用的连接,而不是每个文件一个连接;

首部使用特制的HPACK协议(而非SPDY中使用的gzip)压缩;

HTTP/2设计了复杂的优先级排定规则,帮助浏览器首先请求最急需的文件,而NGINX已经支持(SPDY的方案要简单一些)。

现在,你需要决定是否迁移到HTTP/2,而其中关键是知道如何最大限度地利用它。这篇文章会带你了解从性能角度考虑为什么要做这个决定,以及如何实现。接下来我们要逐一讨论关于HTTP/2性能的7个小建议。

现在是否需要迁移到HTTP/2

终止HTTP/2和TLS

考虑从SPDY开始

找出为HTTP/1.x优化的代码

部署HTTP/2或SPDY

再谈HTTP/1.x优化

实现智能分域

注意:严格来讲,SPDY和HTTP/2都不需要TLS,但它们在使用SSL/TLS的时候用处最大,而且浏览器只在使用SSL/TLS时才支持SPDY或HTTP/2。

建议一:现在是否需要迁移到HTTP/2

实现HTTP/2很简单,看看我们的白皮书就明白了。不过,HTTP/2并不是万能的银弹,它只对某些Web应用有用,对另外一些则没那么有用。

如果你使用SSL/TLS(以后简称TLS),那么HTTP/2可以提升网站性能。如果你没有,那在使用HTTP/2之前要先支持TLS。这时候,使用TLS的性能损耗大致可以被使用HTTP/2的性能提升抵销。不过还是建议你在实际应用之前先测试一下。

HTTP/2有五大优势。

每个服务器只用一个连接。HTTP/2对每个服务器只使用一个连接,而不是每个文件一个连接。这样,就省掉了多次建立连接的时间,这个时间对TLS尤其明显,因为TLS连接费时间。

加速TLS交付。HTTP/2只需一次耗时的TLS握手,并且通过一个连接上的多路利用实现最佳性能。HTTP/2还会压缩首部数据,省掉HTTP/1.x时代所需的一些优化工作,比如拼接文件,从而提高缓存利用率。

简化Web应用。使用HTTP/2可以让Web开发者省很多事,因为不用再做那些针对HTTP/1.x的优化工作了。

适合内容混杂的页面。HTTP/2特别适合混合了HTML、CSS、JavaScript、图片和有限多媒体的传统页面。浏览器可以优先安排那些重要的文件请求,让页面的关键部分先出现,快出现。

更安全。通过减少TLS的性能损失,可以让更多应用使用TLS,从而让用户信息更安全。

HTTP/2的多路复用示意图

HTTP/2的多路复用示意图

相应地,HTTP/2也有五个不足之处。

单连接开销比较大。HPACK数据压缩算法会更新两端的查找表。这样可以让连接有状态,而破坏状态就意味着要重建查找表,另外单连接占用内存较多。

你可能不需要SSL。如果你的数据不需要保护,或者已经使用DRM或其他编码进行保护了,那么TLS的安全性对你可能无所谓。

需要抛弃针对HTTP/1.x的优化。HTTP/1.x优化在支持HTTP/2的浏览器中会影响性能,因此可能需要花时间把它们推倒重来。

对下载大文件不利。如果你的应用主要提供大文件下载或者流媒体播放,那可能不想用TLS,而且在只有一个流的情况下,多路复用也体现不出什么优势。

你的客户也许不在乎。你的客户很可能不在乎他分享的自家猫咪的视频是否受到TLS和HTTP/2的保护。

总之,一切要看性能。这方面,有好消息也有坏消息。

好消息是我们在内部对NGINX做过测试,结果从理论上能够得到印证:对于要通过典型网络延迟请求的混合内容网页,HTTP/2的性能好于HTTP/1.x和HTTPS。基于连接的RTT,结果可以分三种情况。

很低的RTT(0-20ms):HTTP/1.x、HTTP/2和HTTPS基本无差别。

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