HTTP/1.0、HTTP/1.1 和 HTTP/2.0 主要区别

一句话总结

• HTTP/1.0: 短连接，每次请求都需要建立一个新的 TCP 连接，性能较差。
• HTTP/1.1: 长连接，默认开启 Keep-Alive，连接可复用，解决了 1.0 的大部分问题，是目前使用最广泛的版本。
• HTTP/2.0: 二进制、多路复用，彻底解决了 1.1 的“队头阻塞”问题，大幅提升了传输性能。

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对比表格（核心区别一览）

特性	HTTP/1.0	HTTP/1.1	HTTP/2.0
连接方式	短连接	长连接 (Persistent)	多路复用 (Multiplexing)
队头阻塞 (HOL)	存在	存在 (请求级别)	基本解决 (单个 TCP 连接内)
协议格式	文本 (ASCII)	文本 (ASCII)	二进制 (Binary)
Header 压缩	无	无	HPACK 算法
服务器推送	不支持	不支持	支持 (Server Push)
Host 头部	可选	必须	必须
缓存处理	Expires, Last-Modified	Cache-Control, ETag 等更完善的机制	继承 1.1 并进一步优化

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详细解释核心区别

下面深入探讨这些关键改变的含义和影响。

1. 连接方式的进化：从短连接到多路复用

这是三个版本之间最根本的区别，直接影响了性能。

• HTTP/1.0: 短连接 (Short-lived Connections)

  • 工作模式: 浏览器每请求一个资源（如 HTML, CSS, JS, 图片），都需要建立一个新的 TCP 连接。请求完成后，连接立即关闭。
  • 缺点:
    • 高延迟: 每个资源的请求都包含 TCP 的三次握手和四次挥手过程，开销巨大。
    • 服务器压力大: 频繁地创建和销毁连接，对服务器资源消耗严重。

• HTTP/1.1: 长连接 (Persistent Connections)

  • 工作模式: 默认启用 Connection: keep-alive。一个 TCP 连接在发送请求后不会立即关闭，可以被后续的多个请求复用。
  • 优点:
    • 减少延迟: 避免了重复的 TCP 握手和挥手，显著提高了加载速度。
  • 缺点 (引入了新问题):
    • 队头阻塞 (Head-of-Line Blocking): 虽然连接可以复用，但在同一个连接上，请求必须按顺序发送和接收。如果前一个请求非常耗时（例如一个大文件），后面的请求即使很小，也必须等待它完成才能被处理。这就像在超市排队结账，前面的人买了很多东西，你就得一直等。
    • Pipelining (管道化): 1.1 曾试图通过管道化技术解决部分问题（即客户端可以连续发送多个请求而不用等待响应），但由于实现复杂且容易出错（如代理服务器支持不佳），大部分浏览器默认都禁用了它。

• HTTP/2.0: 多路复用 (Multiplexing)

  • 工作模式: 这是 HTTP/2.0 的革命性改变。它在一个 TCP 连接上，引入了流 (Stream) 的概念。每个请求和响应都作为一个独立的流，并被分解成更小的帧 (Frame)。这些帧可以交错发送，然后在另一端根据流 ID 重新组装。
  • 优点:
    • 彻底解决队头阻塞: 因为多个请求/响应可以同时在同一个连接上并行传输，一个慢请求不会阻塞其他请求。这就像超市开了多个收银台，顾客可以同时结账，互不干扰。
    • 连接效率更高: 只需建立一个 TCP 连接即可传输所有资源，最大化地利用了连接，降低了延迟。

2. 协议格式：从文本到二进制

• HTTP/1.x: 是人类可读的文本协议。请求和响应的报文都是纯文本字符串，例如：

  GET /index.html HTTP/1.1
  Host: example.com
  User-Agent: curl/7.64.1
  

  • 缺点: 格式不紧凑，解析起来相对慢且容易出错（比如对空格、换行的处理）。

• HTTP/2.0: 是二进制协议。所有传输的数据都被分割成二进制编码的帧。

  • 优点:
    • 解析高效: 二进制格式解析起来更高效、更健壮，不易出错。
    • 体积更小: 为数据压缩和传输优化提供了基础。

3. Header 压缩：HPACK 算法

• HTTP/1.x: 不会对 Header 进行压缩。每次请求，即使 Header 内容（如 Cookie, User-Agent）基本没变，也需要完整地发送一遍。当请求很多时，这会产生巨大的、不必要的流量。

• HTTP/2.0: 使用 HPACK 算法对 Header 进行压缩。

  • 工作原理:
    1. 静态表 (Static Table): 客户端和服务器共同维护一个包含常见 Header（如 :method: GET）的静态表。
    2. 动态表 (Dynamic Table): 对于会变化的内容（如自定义 Header 或 Cookie），HPACK 会在连接中创建一个动态表，记录下已经发送过的 Header。后续请求如果包含相同的 Header，只需发送一个索引号即可。
    3. 霍夫曼编码: 对新的或未在表中的 Header 值使用霍夫曼编码进行压缩。
  • 优点: 极大地减少了请求的体积，尤其是在移动端或网络不佳的环境下，效果非常明显。

4. 服务器推送 (Server Push)

• HTTP/1.x: 只能由客户端发起请求，服务器被动响应。典型的流程是：浏览器请求 HTML -> 解析 HTML -> 发现需要 CSS 和 JS -> 再分别发起对 CSS 和 JS 的请求。

• HTTP/2.0: 允许服务器主动推送资源给客户端。

  • 工作原理: 当客户端请求一个 HTML 页面时，服务器可以预测到客户端接下来肯定会需要相关的 CSS 和 JS 文件，于是在发送 HTML 的同时，主动将这些资源“推送”给客户端的缓存。当客户端解析完 HTML 准备请求这些资源时，会发现它们已经存在于本地了。
  • 优点: 减少了关键资源的请求往返时间 (RTT)，加快了页面的“可交互时间”。

总结

• HTTP/1.0 -> HTTP/1.1: 主要的飞跃是从短连接变为长连接，解决了频繁建立连接的性能瓶颈，并引入了更完善的缓存机制和 Host 头（支持了虚拟主机）。
• HTTP/1.1 -> HTTP/2.0: 是一次彻底的性能革命。通过多路复用、二进制协议、Header 压缩和服务器推送等关键技术，根本上解决了 HTTP/1.1 的队头阻塞问题，最大化地提升了 Web 页面的加载速度和传输效率。

简单来说，HTTP 的演进史就是一部不断追求**“更快、更省、更高效”**的历史。