最近我在做前端面试题总结系列，感兴趣的朋友可以添加关注，欢迎指正、交流。

争取每个知识点能够多总结一些，至少要做到在面试时，针对每个知识点都可以侃起来，不至于哑火。

HTTP 版本发展

前言

HTTP 各版本之间的区别也是一个面试常见问题。

HTTP 发展至今，总共经历了四个版本——HTTP 0.9、HTTP 1.0、HTTP 1.1、HTTP 2.0 。接下来，我们分别看一下，各个版本给 HTTP 带来了什么改变。

HTTP 0.9

HTTP 0.9 是最早发布出来的一个版本，于1991年发布。

它只接受 GET 一种请求方法，没有在通讯中指定版本号，且不支持请求头。由于该版本不支持 POST 方法，因此客户端无法向服务器传递太多信息。

HTTP 0.9 具有典型的无状态性，每个事务独立进行处理，事务结束时就释放这个连接。HTTP 协议的无状态特点在其第一个版本中已经成型。

HTTP 1.0

HTTP 1.0是HTTP协议的第二个版本，于1996年发布，如今仍然被广泛使用，尤其是在代理服务器中。

这是第一个在通讯中指定版本号的HTTP协议版本，具有以下特点：

  • 不仅仅支持 GET 命令，还支持 POST 和 HEAD 等请求方法。

  • HTTP 的请求和回应格式也发生了变化，除了要传输的数据之外，每次通信都包含头信息，用来描述一些信息。

  • 不再局限于 0.9 版本的纯文本格式

    根据头信息中的 Content-Type 属性，可以支持多种数据格式，这使得互联网不仅仅可以用来传输文字，还可以传输图像、音频、视频等二进制文件。

  • 开始支持cache，就是当客户端在规定时间内访问同一网站，直接访问cache即可。

  • 其他的新增功能还包括状态码（status code）、多字符集支持、多部分发送（multi-part type）、权限（authorization）、缓存（cache）、内容编码（content encoding）等。

1.0 版本的工作方式是每次 TCP 连接只能发送一个请求，当服务器响应后就会关闭这次连接，下一个请求需要再次建立 TCP 连接。 TCP 连接的建立成本很高，因为需要客户端和服务器三次握手，并且开始时发送速率较慢（slow start）。

HTTP 1.0 版本的性能比较差。随着网页加载的外部资源越来越多，这个问题就愈发突出了。为了解决这个问题，有些浏览器在请求时，即在请求头部加上 Connection 字段：

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这个字段要求服务器不要关闭TCP连接，以便其他请求复用。服务器同样回应这个字段。

一个可以复用的TCP连接就建立了，直到客户端或服务器主动关闭连接。但是，这不是一个标准字段，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

默认采用持续连接（Connection: keep-alive），能很好地配合代理服务器工作。

多次连接和持续连接

还支持以管道方式在同时发送多个请求，以便降低线路负载，提高传输速度。

HTTP 1.1 具有以下特点：

  • 引入了持久连接（persistent connection）

    即 TCP 连接默认不关闭，可以被多个请求复用，不用声明 Connection: keep-alive。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。不过，规范的做法是，客户端在最后一个请求时，发送 Connection: close，明确要求服务器关闭 TCP 连接。

  • 加入了管道机制

    在同一个 TCP 连接里，允许多个请求同时发送，增加了并发性，进一步改善了 HTTP 协议的效率。

    举例来说，客户端需要请求两个资源。以前的做法是，在同一个 TCP 连接里面，先发送 A 请求，然后等待服务器做出回应，收到后再发出 B 请求。

    管道机制则是允许浏览器同时发出 A 请求和 B 请求，但是服务器还是按照顺序，先回应 A 请求，完成后再回应 B 请求。

    一个 TCP 连接现在可以传送多个回应，势必就要有一种机制，区分数据包是属于哪一个回应的。这就是 Content-length 字段的作用，声明本次回应的数据长度。

  • 分块传输编码

    使用 Content-Length 字段的前提条件是，服务器发送回应之前，必须知道回应的数据长度。对于一些很耗时的动态操作来说，这意味着，服务器要等到所有操作完成，才能发送数据，显然这样的效率不高。

    更好的处理方法是，产生一块数据，就发送一块，采用"流模式"（stream）取代"缓存模式"（buffer）。

    因此，HTTP 1.1 版本规定可以不使用 Content-Length 字段，而使用"分块传输编码"（chunked transfer encoding）。只要请求或回应的头信息有 Transfer-Encoding 字段，就表明回应将由数量未定的数据块组成。

  • 新增了请求方式 PUT、PATCH、OPTIONS、DELETE 等。

  • 客户端请求的头信息新增了 Host 字段，用来指定服务器的域名。

  • HTTP 1.1 支持文件断点续传，RANGE:bytes，HTTP 1.0 每次传送文件都是从文件头开始，即 0 字节处开始。RANGE:bytes=XXXX 表示要求服务器从文件 XXXX 字节处开始传送，断点续传。即返回码是 206（Partial Content）

HTTP/2.0

这也是最新的 HTTP 版本，于 2015 年 5 月作为互联网标准正式发布。

它具有以下特点：

  • 二进制协议

    HTTP 1.1 版的头信息肯定是文本（ASCII 编码），数据体可以是文本，也可以是二进制。

    HTTP 2.0 则是一个彻底的二进制协议，头信息和数据体都是二进制，并且统称为"帧"（frame）：头信息帧和数据帧。

  • 多工

    HTTP 2.0 复用 TCP 连接，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，这样就避免了"队头堵塞"（HTTP 2.0 使用了多路复用的技术，做到同一个连接并发处理多个请求，而且并发请求的数量比 HTTP 1.1大了好几个数量级）。

    举例来说，在一个 TCP 连接里面，服务器同时收到了 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。

  • 头信息压缩

    HTTP 协议不带有状态，每次请求都必须附上所有信息。所以，请求的很多字段都是重复的，比如 Cookie 和 User Agent，一模一样的内容，每次请求都必须附带，这会浪费很多带宽，也影响速度。

    HTTP 2.0 对这一点做了优化，引入了头信息压缩机制（header compression）。一方面，头信息使用 gzip 或c ompress 压缩后再发送；另一方面，客户端和服务器同时维护一张头信息表，所有字段都会存入这个表，生成一个索引号，以后就不发送同样字段了，只发送索引号，这样就提高速度了。

  • 服务器推送

    HTTP 2.0 允许服务器未经请求，主动向客户端发送资源，这叫做服务器推送（server push）。意思是说，当我们对支持 HTTP 2.0 的 web server 请求数据的时候，服务器会顺便把一些客户端需要的资源一起推送到客户端，免得客户端再次创建连接发送请求到服务器端获取。这种方式非常合适加载静态资源。
    服务器端推送的这些资源其实存在客户端的某处地方，客户端直接从本地加载这些资源就可以了，不用走网络，速度自然是快很多的。

总结

HTTP/0.9：功能捡漏，只支持GET方法，只能发送HTML格式字符串。

HTTP/1.0：支持多种数据格式，增加POST、HEAD等方法，增加头信息，每次只能发送一个请求（无持久连接）

HTTP/1.1：默认持久连接、请求管道化、增加缓存处理、增加Host字段、支持断点传输分块传输等。

HTTP/2.0：二进制分帧、多路复用、头部压缩、服务器推送

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