HTTP/1.1 与 HTTP/2：核心区别与性能对比

更新: 11/20/2025字数: 0 字 时长: 0 分钟

HTTP（HyperText Transfer Protocol）是 Web 通信的基础协议，从 HTTP/1.1 到 HTTP/2，协议经历了重大升级，显著提升了 Web 性能。

1. HTTP/1.1 的局限性

HTTP/1.1 于 1999 年发布，虽然稳定，但随着现代 Web 应用的复杂性增加，其性能瓶颈日益明显：

1.1 队头阻塞（Head-of-Line Blocking）

• HTTP/1.1 使用串行请求，浏览器对同一域名最多允许 6-8 个并发连接。
• 如果某个请求响应慢，后续请求会被阻塞（即使它们可以更快完成）。

1.2 无头部压缩

• 每个 HTTP 请求都携带大量重复头部（如 User-Agent、Cookie），导致冗余数据传输。

1.3 文本协议

• HTTP/1.1 使用纯文本格式，解析效率低，容易出错。

1.4 无服务器推送

• 服务器无法主动推送资源（如 CSS、JS），必须等待客户端请求。

2. HTTP/2 的核心优化

HTTP/2（2015 年发布）在兼容 HTTP/1.1 语义的基础上，大幅优化了传输效率：

2.1 二进制分帧（Binary Framing）

HTTP/1.1 是纯文本格式传输数据（存在以下问题）解析复杂（需按行读取）

容易出错（如换行符处理）
无法高效支持多路复用

• HTTP/2 采用二进制格式，取代 HTTP/1.1 的文本格式，解析更高效。
• 数据被拆分为帧（Frame），每个帧有类型（HEADERS、DATA 等），支持多路复用。

+-----------------------------------------------+
| Length (24 bits)                              | → 帧长度
+---------------+---------------+---------------+
| Type (8 bits)  | Flags (8 bits)               | → 帧类型和标志位
+-+-------------+---------------+---------------+
| R (1 bit)     | Stream ID (31 bits)           | → 流标识符
+---------------+-------------------------------+
| Frame Payload (0~16,384 bytes)                | → 帧数据
+-----------------------------------------------+

关键字段说明：
Type：帧类型（如 HEADERS、DATA、SETTINGS）
Stream ID：所属流的唯一标识（支持多路复用的关键）
Payload：实际传输的数据

2.2 多路复用（Multiplexing）

HTTP/1.1 的并发限制

浏览器对同一域名限制 6~8 个 TCP 连接
每个连接只能串行处理请求（队头阻塞）

HTTP/2 多路复用

HTTP/2 通过流（Stream）机制实现真正的并行传输 一个 TCP 连接可并行传输多个请求和响应，彻底解决队头阻塞问题。
单 TCP 连接可承载多个双向流（Stream）
每个流有唯一 Stream ID，可乱序发送帧
接收方通过 Stream ID 重组消息

如图所示：

不同流的帧可以交替传输;
一个流的阻塞不会影响其他流;

2.3 头部压缩（HPACK）

HTTP/1.1 头部的问题

每个请求重复携带相同头部（如 User-Agent、Cookie）
平均头部大小 500~800 字节，实际有效信息占比低

• 使用 HPACK 算法 压缩 HTTP 头部，减少冗余数据（如 User-Agent 只需发送一次）。
• 典型场景下，头部大小减少 50%-90%。

HPACK 压缩原理

(1) 静态表（Static Table） 预定义 61 个常见头部字段（如 :method: GET 对应索引 2）
(2) 动态表（Dynamic Table） 在连接过程中动态维护的头部字段表（如自定义 X-Token）
(3) 编码方式 索引表示：直接引用表中的索引（如 :method: GET → 0x82，霍夫曼编码：对字符串进一步压缩

压缩示例：

原始头部:
  :method: GET
  :path: /index.html
  user-agent: Mozilla/5.0

压缩后:
  0x82 (静态表索引2: GET)
  0x85 (静态表索引5: /index.html)
  0x40 0x7a (动态表新增user-agent)

2.4 服务器推送（Server Push）

• 服务器可以主动推送资源（如 CSS、JS）到客户端缓存，减少额外请求延迟。
• 例如：

  HTTP/2 200 OK
  Link: </style.css>; rel=preload; as=style

  服务器可同时推送 style.css，而不需等待 HTML 解析后再请求。

2.5 流优先级（Stream Prioritization）

• 客户端可指定请求的优先级（如优先加载 CSS 而非图片），优化渲染性能。

3. HTTP/1.1 vs HTTP/2 对比表

特性	HTTP/1.1	HTTP/2
传输协议	文本	二进制
并发模型	6-8 个连接/域名（串行）	单连接多路复用
头部压缩	无	HPACK 压缩
服务器推送	不支持	支持
队头阻塞	存在（TCP 层）	基本解决（QUIC 彻底解决）
优先级控制	有限支持（如 <link preload>）	精细控制（权重依赖树）

4. HTTP/2 的实际性能优势

4.1 减少延迟

• 多路复用 + 头部压缩使页面加载速度提升 30%-50%（尤其是高延迟网络）。

4.2 降低服务器负载

• 单连接替代多连接，减少 TCP 握手和 TLS 协商开销。

4.3 更好的移动端体验

• 头部压缩节省流量（对蜂窝网络尤为重要）。