HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是網站和瀏覽器之間交換消息的標準。在20年之後，它終於迎來了劇增的升級需求。通過添加對流、服務器推送、首部壓縮和請求優先級策略的支持，HTTP/2在速度、安全性和效率上獲得了巨大的提升。本書會教你高效使用HTTP/2需要的所有知識，例如，如何使用幀、多路復用及推送等新特性來優化Web性能。同時，你還會了解到一些關於流量控制和流依賴等高級話題的實際案例。我們可以使用這些易於上手的技術和最佳實踐，來提升網站的性能。本書面向Web開發者以及網站管理員，內容包括：
? 面向Web開發者的HTTP/2知識；
? 升級的方法以及如何解決所遇到的問題；
? 實際的用例以及學習案例；
? 關於QUIC和HTTP/3的一些討論。

本書以易於理解、方便上手的方式，使用貼近用戶的實例來解釋 HTTP/2 協議。本書首先介紹為什麼要升級到 HTTP/2 以及升級的方法 ；然後逐步深入，詳細解釋了 HTTP/2 協議本身及其對Web 開發的影響 ；之後介紹了部分高級內容，如流狀態、HPACK 等 ；最後探討了 HTTP 的未來。本書對於 Web 開發者和運維工程師來說是一本很有價值的參考書。

Barry Pollard 是一位專業軟件開發者，在開發、支持軟件和基礎架構方向擁有近20年的行業經驗。他對Web技術，性能調優，安全以及技術實踐非常感興趣。他的博客是https://www.tunetheweb.com，您也可以在Twitter上找到他@tunetheweb。
鄭維智，Akamai公司高級企業架構師，專注於公司的主要客戶及戰略合作伙伴。他也是Web性能優化和HTTP/2的布道者，為Akamai的產品開發團隊提供技術建議和客戶反饋。

第1部分向HTTP/2靠攏

第1章萬維網與HTTP 3

1.1萬維網的原理 .3

1.1.1因特網與萬維網 4

1.1.2打開網頁時會發生什麼 5

1.2什麼是HTTP .9

1.3HTTP的語法和歷史 16

1.3.1HTTP/0.9 16

1.3.2HTTP/1.0 17

1.3.3HTTP/1.1 23

1.4HTTPS簡介 .29

1.5查看、發送和接收HTTP消息的工具.32

1.5.1瀏覽器開發者工具 32

1.5.2發送 HTTP 請求 34

1.5.3其他工具 35

總結 36

第2章通向HTTP/2之路 37

2.1HTTP/1.1和當前的萬維網 38

2.1.1HTTP/1.1 根本的性能問題 40

2.1.2HTTP/1.1 管道化 .42

2.1.3網絡性能瀑布流圖 43

2.2解決HTTP/1.1性能問題的方案 .45

2.2.1使用多個 HTTP 連接 46

2.2.2發送更少的請求 49

2.2.3HTTP/1 性能優化總結 50

2.3HTTP/1.1的其他問題 50

2.4實際案例 .51

2.4.1示例網站 1: amazon.com .52

2.4.2示例網站 2 ： imgur.com .56

2.4.3這個問題究竟有多嚴重 .57

2.5從HTTP/1.1到HTTP/2 .58

2.5.1SPDY .58

2.5.2HTTP/2 61

2.6HTTP/2對Web性能的影響 62

2.6.1展示 HTTP/2 能力的絕佳示例 62

2.6.2對 HTTP/2 提升性能的期望 65

2.6.3HTTP/1.1 的一些性能變通方法可能是反模式 70

總結 70

第3章升級到HTTP/2. .72

3.1HTTP/2的支持 72

3.1.1瀏覽器對 HTTP/2 的支持 73

3.1.2服務器對 HTTP/2 的支持 78

3.1.3兼容不支持 HTTP/2 的情況 80

3.2網站開啟HTTP/2的方法 .81

3.2.1在 Web 服務器上開啟 HTTP/2 81

3.2.2反向代理實現 HTTP/2 84

3.2.3通過 CDN 實現 HTTP/2 87

3.2.4小結 .89

3.3常見問題 .89

總結 93

第2部分使用HTTP/2

第4章HTTP/2協議基礎 97

4.1為什麼是HTTP/2而不是HTTP/1.2 97

4.1.1使用二進制格式替換文本格式 .99

4.1.2多路復用代替同步請求 .100

4.1.3流的優先級和流量控制 .103

4.1.4首部壓縮 104

4.1.5服務端推送 105

4.2如何創建一個HTTP/2連接 .105

4.2.1使用 HTTPS 協商 106

4.2.2使用 HTTP upgrade 首部 .113

4.2.3使用先驗知識 116

4.2.4HTTP Alternative Services 117

4.2.5HTTP/2 前奏消息 117

4.3HTTP/2幀 119

4.3.1查看 HTTP/2 幀 .119

4.3.2HTTP/2 幀數據格式 126

4.3.3HTTP/2 消息流示例 128

4.3.4其他幀 143

總結 148

第5章實現HTTP/2推送 149

5.1什麼是HTTP/2服務端推送 .149

5.2如何推送 .153

5.2.1使用 HTTP link 首部推送 153

5.2.2查看 HTTP/2 推送 .156

5.2.3使用 link 首部從下遊繫統推送 .159

5.2.4更早推送 162

5.2.5使用其他方式推送 168

5.3HTTP/2推送在瀏覽器中如何運作 171

5.3.1查看推送緩存如何工作 .172

5.3.2使用 RST_STREAM 拒絕推送 .175

5.4如何實現條件推送 176

5.4.1在服務端跟蹤推送的資源 .176

5.4.2使用 HTTP 條件請求 176

5.4.3使用基於 cookie 的推送 177

5.4.4使用緩存摘要 178

5.5推送什麼 .179

5.5.1你能推送什麼 179

5.5.2應該推送什麼 180

5.5.3自動化推送 181

5.6HTTP/2推送常見問題.182

5.7HTTP/2推送對性能的影響.184

5.8對比推送和預加載 185

5.9HTTP/2推送的其他應用場景188

總結190

第6章HTTP/2優化 192

6.1HTTP/2對Web開發者的影響 192

6.2一些HTTP/1.1優化方法是否成了反模式194

6.2.1HTTP/2 請求依然有開銷.194

6.2.2HTTP/2 不是沒有限制.197

6.2.3越大的資源壓縮越有效.199

6.2.4帶寬限制和資源競爭 201

6.2.5域名分片202

6.2.6內聯資源203

6.2.7總結 .203

6.3在HTTP/2下依然有效的性能優化技術204

6.3.1減少要傳輸的數據量 204

6.3.2使用緩存防止重復發送數據.211

6.3.3Service Worker 可以大幅減少網絡加載.215

6.3.4不發送不需要的內容 216

6.3.5HTTP 資源暗示 .217

6.3.6減少最後 1 公裡的延遲.219

6.3.7優化 HTTPS .219

6.3.8和 HTTP 無關的性能優化技術.222

6.4同時對HTTP/1.1和HTTP/2做優化222

6.4.1計算 HTTP/2 流量 .223

6.4.2在服務端檢測 HTTP/2 支持224

6.4.3在客戶端檢測 HTTP/2 支持228

6.4.4連接合並 228

6.4.5還要為 HTTP/1.1 的用戶優化多久.230

總結 231

第3部分HTTP/2進階

第7章高級HTTP/2概念 235

7.1流狀態 .236

7.2流量控制 .239

7.2.1流量控制示例 240

7.2.2在服務器上設置流量控制.244

7.3流優先級 .244

7.3.1流依賴關繫 245

7.3.2流權重 248

7.3.3為什麼優先級策略如此復雜.251

7.3.4Web 服務器和瀏覽器中的優先級策略.252

7.4HTTP/2一致性測試 .255

7.4.1服務端一致性測試 255

7.4.2客戶端一致性測試 258

總結 258

第8章HPACK首部壓縮 259

8.1為什麼需要首部壓縮 259

8.2壓縮的運作方式 261

8.2.1查表法 262

8.2.2更高效的編碼技術 263

8.2.3Lookback( 反查 ) 壓縮.264

8.3HTTP正文壓縮 265

8.4HTTP/2的HPACK首部壓縮 267

8.4.1HPACK 靜態表 268

8.4.2HPACK 動態表 269

8.4.3HPACK 首部類型 269

8.4.4Huffman 編碼表 275

8.4.5Huffman 編碼腳本 276

8.4.6為什麼 Huffman 編碼不總是最佳的 278

8.5HPACK壓縮實例 .279

8.6客戶端和服務端對HPACK的實現285

8.7HPACK的價值 .287

總結 287

第4部分HTTP的未來

第9章TCP、QUIC和HTTP/3 .291

9.1TCP的低效率因素，以及HTTP 292

9.1.1創建 HTTP 連接的延遲.293

9.1.2TCP 擁塞控制對性能的影響.295

9.1.3TCP 低效率因素對 HTTP/2 的影響.303

9.1.4優化 TCP 307

9.1.5TCP 和 HTTP 的未來 313

9.2QUIC .313

9.2.1QUIC 的性能優勢 .315

9.2.2QUIC 和網絡技術棧 316

9.2.3什麼是 UDP，為什麼 QUIC 基於它317

9.2.4標準化 QUIC .320

9.2.5HTTP/2 和 QUIC 的不同.322

9.2.6QUIC 的工具 .325

9.2.7QUIC 實現 .327

9.2.8你應該使用 QUIC 嗎 327

總結 328

第10章HTTP將何去何從 .329

10.1關於HTTP/2的爭議，以及它沒有解決的問題330

10.1.1反對 SPDY 的觀點 330

10.1.2隱私問題和 HTTP 中的狀態.332

10.1.3HTTP 和加密 .337

10.1.4傳輸協議的問題 340

10.1.5HTTP/2 太過於復雜 344

10.1.6HTTP/2 是一種權宜之計.345

10.2HTTP/2的實際應用 .345

10.3HTTP/2的未來版本，HTTP/3或者HTTP/4會帶來什麼347

10.3.1QUIC 是 HTTP/3 嗎 347

10.3.2更進一步改進 HTTP 二進制協議348

10.3.3在傳輸層之上進一步優化 HTTP 348

10.3.4什麼時候會需要新的 HTTP 版本.351

10.3.5如何引入未來版本的 HTTP 352

10.4將HTTP當作一個更通用的傳輸協議.352

10.4.1使用 HTTP 語義和消息來傳遞非 Web 流量 353

10.4.2使用 HTTP/2 二進制成幀層354

10.4.3使用 HTTP 啟動另一個協議.355

總結 359

附錄A將常見Web服務器升級到HTTP/2 .360

前言
我在很早的時候就開始關注 HTTP/2 了。據稱，使用這種新技術，不需要做太多事情就能獲得性能提升，同時 Web 開發者也不再需要使用一些凌亂的變通方法，這絕對是令人振奮的。然而，現實比理想要骨感得多，我為弄清楚如何在我的Apache 服務器上部署它，以及弄清楚它對性能的影響花費了一段時間之後，發現缺乏文檔，這很是令我沮喪。我寫了一些博客介紹如何設置HTTP/2，這些博客很受歡迎。
與此同時，我開始參與 GitHub 上的一些 HTTP/2 項目，並泡在 Stack Overflow 上，關注相關的主題並幫助解答類似的問題。當 Manning 來電話，尋找人寫一本關於HTTP/2 的書時，我抓住了機會。我並沒有參與 HTTP/2 標準的制定，但我覺得我和那些曾經聽過這項技術，但卻對它缺乏了解，正在苦苦掙扎的網絡開發者有很多共同語言。
在編寫本書的一年半時間裡，HTTP/2 已經成為主流，並被越來越多的網站使用。隨著軟件的更新，部署相關的問題變得越來越簡單，我希望本書中描述的一些問題很快成為歷史，但我懷疑還需要幾年的時間，啟用 HTTP/2 纔能變得容易。
你啟用了 HTTP/2 後，應該可以立即看到性能提升，不需要進行太多的配置，也不需要非常理解它。然而，天下沒有免費的午餐，協議及部署中的細枝末節，要求網站管理者對協議有更深的理解。Web 性能優化是一個蓬勃發展的行業，HTTP/2是另一個工具，它是一種有趣的技術，會帶來很多機會。
網上有大量的信息，如果你有時間並願意去尋找、過濾和理解這些信息，閱讀不同的意見，甚至直接與協議設計者和實現者溝通，會讓你收獲很多。然而，面對HTTP/2 這樣大的主題，如果我能在一本書的範圍和深度內解釋相關的技術，給你提供有用的參考，激起你的興趣，那麼這本書就算實現了目標。

關於本書
本書以一種易於理解、方便上手的方式，使用實際的案例來解釋協議。協議規範枯燥且難以理解，因此本書力求通俗易懂，使用貼近用戶的案例來講解。
本書目標讀者
本書的目標讀者為網絡開發者、網站管理員以及想要了解互聯網技術如何運作的人。本書旨在提供 HTTP/2 的完整描述，以及其中的技術細節。盡管有大量關於該主題的博客、文章，但大多數都是關於特定主題的粗略或詳細的介紹。本書會詳述整個協議及其中的許多復雜特性，以幫助讀者閱讀和理解規範，以及一些深層次的文章。HTTP/2 的創建主要是為了提高性能，因此任何對 Web 性能優化感興趣的人都會從本書獲得有用的知識。此外，本書還包含許多參考資料，以供大家延伸閱讀。
本書組織結構
全書共有 10 章，分為 4 部分。
第 1 部分解釋了為什麼要升級到 HTTP/2，以及升級的方法。
第 1 章介紹了一些背景知識，即使那些隻對互聯網有基本了解的人也應該能夠掌握這些知識。
第 2 章討論了 HTTP/1.1 的問題，以及為什麼需要 HTTP/2。
第 3 章描述了為網站啟用 HTTP/2 的方法，以及在此過程中會出現的一些復雜問題。附錄對本章中的內容做了補充，提供了流行的 Web 服務器 Apache、Nginx 和 IIS 的安裝說明。
從第 2 部分開始，逐步深入，講述協議本身，以及它對 Web 開發實踐所帶來的影響。
第 4 章介紹了 HTTP/2 協議的基礎知識，如何建立 HTTP/2 連接以及 HTTP/2幀的基本格式。
第 5 章介紹了 HTTP/2 推送，它是協議全新的特性，其允許服務端主動發送瀏覽器尚未請求的資源。
第 6 章介紹了 HTTP/2 對 Web 開發實踐所帶來的影響。
第 3 部分介紹了協議較深層的技術，Web 開發者以及 Web 服務器管理員目前可能無法對它們做出控制 ：
第 7 章介紹了 HTTP/2 規範中的狀態、流量控制和優先級策略等概念，以及在具體實現中 HTTP/2 一致性差異。
第 8 章深入探討了 HPACK 協議，該協議用於 HTTP/2 中的 HTTP 首部壓縮。
第 4 部分著眼於 HTTP 的未來。
第 9 章介紹了 TCP、QUIC 和 HTTP/3。技術更迭的腳步永遠不會停止，現在開發人員已經在尋找改進 HTTP/2 的方法。本章討論了 HTTP/2 未解決的低效問題，以及如何在後續版本中改進它們 ：HTTP/3。
第 10 章介紹了除 HTTP/3 之外的其他可以改進 HTTP 的方法，包括對在HTTP/2 標準化過程中所出現問題的反思，以及在實際應用中這些問題的影響。
讀完本書，讀者應該對 HTTP/2 和相關技術有很好的掌握，應該對 Web 性能優化有更深入的了解，同時也為將來 QUIC 和 HTTP/3 的發布做好了準備。