http/2 学习

自己对于http/2 的理解还停留在面试死记硬背的水平，所以最近对自己心中一些疑问以及自己的理解做一个总结，这些总结可能会有错误。如果有大佬觉得哪里有什么问题，可以直接说出。

http/2 的完整介绍很多。珠玉在前：http/2 简介 ，就不在赘述了。

问题一： http/2 为什么要使用二进制分帧层

二进制协议的理解：

对于这个问题，我们首先就要搞清楚什么http1.1的文本协议和htt/p2的二进制协议的不同了。其实我作为一个基础并不牢固的搬砖工，当看到这个二进制的时候我就在想：在计算机世界当中所有的内容不都是二进制吗？为什么还要有二进制以及文本协议之分呢？

带着这个问题，我在网上找到了一些回复，就直接搬下来吧

四级低空略过水平的翻译：

二进制协议和文本协议的区别并不是关于二进制blob是如何编码的。关键在于协议是以数据结构为导向还是以文本字符串为导向。

文本协议请求：其中所有的内容都是文字

二进制请求：

struct request {
  int requestType;
  int protocolVersion;
  char path[1024];
  char user_agent[1024];
  char host[1024];
  long int accept_bitmask;
  long int language_bitmask;
  long int charset_bitmask;
};

当我们看到http文本协议以及二进制请求的结构之后：

• 二进制协议比文本协议更加紧凑。
• 文本协议解析是需要特殊字符的，比如\r\n，一方面造成了文本协议更加冗长，另一方面使用这种特殊字符解析一段文字的方式，没有二进制解析方便快捷。
• 二进制协议中的数字比文本中的数字占用空间更小：比如http中状态码200，在文本协议中是 "2" "0" "0",这三个数字要分别用编码表示的，但是在二进制协议中，不用将数字编码成文本格式，直接用二进制表示数字就可以了: 11001000 。

http/2中的二进制分帧层

参考文章

_ 在许多文章中，都说http/2中的二进制分帧层，是http/2性能提升的关键，它给一个tcp链接同时发送多个请求提供了可能。

HTTP/1.1和HTTP/2都是基于TCP的协议，TCP模型是双向数据流，任何在一个TCP连接上处理超过一个请求的协议都需要解决这样两个问题：

1. 分片——如何将流中的多个请求和响应拆分成独立的消息
2. 对应——如何将请求和响应对应起来

在这两个问题中，我觉得第二个往往会让人忽略，就是在http1.1 中，一个tcp请求只能同时完成一个请求响应过程，所以请求以及响应天生一一对应，不存在响应和请求无法匹配的问题。但是当我们打开抓包工具查看相应的相关http报文的时候，会发现其实响应是没有一个字段去和请求一一对应的。这就给http/2的多路复用带来了问题，一个tcp连接中多个请求，多个响应，那么如何将这些响应和请求一一对应呢？只能在二进制分帧层添加字段了，所以在http/2帧的报文格式中，有一个字段是Stream Identifier，这个流ID可以将响应和请求一一对应。这个根本解决了多路复用，请求以及响应匹配的问题。

所以给这个问题来一个总结吧：

• 二进制协议比文本协议更加紧凑，减少占用空间。
• 分帧层相当于将http切分，更加灵活，比如可以对header帧做单独的特殊处理。
• 分帧层有着属于自己的报文头，其中的Stream Identifier 使得操作系统具备将多个响应以及请求一一匹配的能力，这个是http/2 性能提升的关键，也就是多路复用。
• 二进制分帧层存在的意义是将请求或响应切分，可以更加灵活处理。分帧层定义的报文格式，例如Stream Identifier等，直接关乎http/2 的各种优化方案的实现。

问题二：tcp与http/2的帧的关系

在http/2中帧是最小通信单位，我的问题是http/2 中的帧和最小的tcp数据包是什么关系，一一对应的吗？在http/2 的请求中，tcp是如何拆分以及组装消息的？

很多面试题中多路复用的解释

其中的解释如下：

下面的解释当中，并行交错的请求和响应。其实这个并行请求应该具体为并行http请求，那么tcp可以将请求拆分并行请求吗？

这个就要从tcp如何组装以分拆http报文说起了，

我们假设有两个post请求并行进行请求：

如果TCP协议层面并行请求，并将顺序打乱，这样可以吗？

在我看来其实这是不可以的，因为tcp协议是完全按照顺序组装数据包的，如果并行请求并将数据包顺序打乱，那么计算机将不知道如何组装这些数据包。

所以上面的并行请求是不准确的，在计算机内部一定是串行请求，发完一个请求的数据包，在发送下一个请求的数据包，这样才能保证数据包组合正确。

所以http/2中的帧，是按照顺序串行请求的，如果不是这样，数据将无从组装，一一对应。

总结一下吧：

• http/2中的帧是最小通信单位，但这仅仅是在http/2这一协议层。一个http/2中的帧，如果信息过多，可能是由多个tcp拆分组成,所以http/2中的帧概念，并不是一一对应网络协议中的一个数据包。
• 一个或多个tcp报文组成一个帧，一个或多个帧组成一个http/2的请求或者响应。
• http/2 一个tcp链接不存在并行传输，是串行传输，发送完一个帧的数据包，再发送下一个帧的相关数据包。

如果有哪些地方理解不到位，请不吝赐教