历史悠久的超文本传输协议，即HTTP标准，最近版本升级了。HTTP/2在2015年5月被批准，目前已经在不少Web浏览器和服务器中获得实现（包括NGINX Plus和开源NGINX）。大约有三分之二的浏览器已经支持HTTP/2，并且这个比例每个月都在增长。html
HTTP/2构建在Google SPDY协议基础之上，Chrome将在2016年年初中止对后者的支持。NGINX是最先支持SPDY的，现在一样率先支持了HTTP/2。为此，咱们还发布了详尽的白皮书（PDF），介绍了HTTP/2以及它如何基于SPDY构建，并展现了如何实现这个新协议。前端
HTTP/2的重要特性彻底源自SPDY。nginx
- HTTP/2是二进制（而文本）协议，所以更简洁高效；
- 它针对每一个域只使用一个多路复用的链接，而不是每一个文件一个链接；
- 首部使用特制的HPACK协议（而非SPDY中使用的gzip）压缩；
- HTTP/2设计了复杂的优先级排定规则，帮助浏览器首先请求最急需的文件，而NGINX已经支持（SPDY的方案要简单一些）。
如今，你须要决定是否迁移到HTTP/2，而其中关键是知道如何最大限度地利用它。这篇文章会带你了解从性能角度考虑为何要作这个决定，以及如何实现。接下来咱们要逐一讨论关于HTTP/2性能的7个小建议。web
注意：严格来说，SPDY和HTTP/2都不须要TLS，但它们在使用SSL/TLS的时候用处最大，并且浏览器只在使用SSL/TLS时才支持SPDY或HTTP/2。算法
建议一：如今是否须要迁移到HTTP/2
实现HTTP/2很简单，看看咱们的白皮书就明白了（PDF）。不过，HTTP/2并非万能的银弹，它只对某些Web应用有用，对另一些则没那么有用。数据库
若是你使用SSL/TLS（之后简称TLS），那么HTTP/2能够提高网站性能。若是你没有，那在使用HTTP/2以前要先支持TLS。这时候，使用TLS的性能损耗大体能够被使用HTTP/2的性能提高抵销。不过仍是建议你在实际应用以前先测试一下。浏览器
HTTP/2有五大优点。缓存
- 每一个服务器只用一个链接。HTTP/2对每一个服务器只使用一个链接，而不是每一个文件一个链接。这样，就省掉了屡次创建链接的时间，这个时间对TLS尤为明显，由于TLS链接费时间。
- 加速TLS交付。HTTP/2只需一次耗时的TLS握手，而且经过一个链接上的多路利用实现最佳性能。HTTP/2还会压缩首部数据，省掉HTTP/1.x时代所需的一些优化工做，好比拼接文件，从而提升缓存利用率。
- 简化Web应用。使用HTTP/2可让Web开发者省不少事，由于不用再作那些针对HTTP/1.x的优化工做了。
- 适合内容混杂的页面。HTTP/2特别适合混合了HTML、CSS、JavaScript、图片和有限多媒体的传统页面。浏览器能够优先安排那些重要的文件请求，让页面的关键部分先出现，快出现。
- 更安全。经过减小TLS的性能损失，可让更多应用使用TLS，从而让用户信息更安全。
HTTP/2的多路复用示意图安全
相应地，HTTP/2也有五个不足之处。服务器
- 单链接开销比较大。HPACK数据压缩算法会更新两端的查找表。这样可让链接有状态，而破坏状态就意味着要重建查找表，另外单链接占用内存较多。
- 你可能不须要SSL。若是你的数据不须要保护，或者已经使用DRM或其余编码进行保护了，那么TLS的安全性对你可能无所谓。
- 须要抛弃针对HTTP/1.x的优化。HTTP/1.x优化在支持HTTP/2的浏览器中会影响性能，所以可能须要花时间把它们推倒重来。
- 对下载大文件不利。若是你的应用主要提供大文件下载或者流媒体播放，那可能不想用TLS，并且在只有一个流的状况下，多路复用也体现不出什么优点。
- 你的客户也许不在意。你的客户极可能不在意他分享的自家猫咪的视频是否受到TLS和HTTP/2的保护。
总之，一切要看性能。这方面，有好消息也有坏消息。
好消息是咱们在内部对NGINX作过测试，结果从理论上可以获得印证：对于要经过典型网络延迟请求的混合内容网页，HTTP/2的性能好于HTTP/1.x和HTTPS。基于链接的RTT，结果能够分三种状况。
- 很低的RTT（0-20ms）：HTTP/1.x、HTTP/2和HTTPS基本无差异。
- 典型网络RTT（30-250ms）：HTTP/2比HTTP/1.x快，并且它们都比HTTPS快。美国两个相邻城市间的RTT约为30 ms，而东西海岸间（约3000英里）则约为70 ms。东京到伦敦间最短路径的RTT大约240 ms。
- 高RTT（300ms及以上）：HTTP/1.x比HTTP/2快，后者又比HTTPS快。
这张图显示了首次渲染的时间，也就是用户第一次在本身屏幕上看到网页内容的时间。这个时间通常认为关系到用户对网站响应速度的感知。
要想了解咱们测试的更多内容，请看这个HTTP/2的介绍视频，来源是nginx.conf 2015。
然而，每一个网页都不相同，实际上每一个用户的会话也不同。若是你托管流媒体或提供大文件下载，那你的决定可能不同，甚至相反。
你最终可能发现投入产出比并不明显。若是是这样，那你得多学习一下，针对本身的内容多作一些测试，而后我们能够聊一聊。（想找点资料？能够看看NGINX网络研讨：What’s New in HTTP/2?）。
建议二：终止HTTP/2和TLS
终止协议意味着客户端使用指望的协议链接代理服务器，好比TLS或HTTP/2，而后代理服务器再去链接应用服务器、数据库服务器等，但不须要使用相同的协议，以下图所示。
使用独立的服务器终止协议意味着使用多服务器架构。多服务器多是多个物理服务器、多个虚拟服务器，或者AWS这样的云环境中的多个虚拟服务器实例。多服务器就比单服务器复杂，或者比应用服务器/数据库服务器的组合复杂。不过，多服务器架构有不少好处，并且不少流量大的网站也必须用这种架构。
配置了服务器或者虚拟服务器以后，不少事情都成为可能。新服务器能够分担其余服务器的负载，可用于负载平衡、静态文件缓存和其余用途。另外，也可让添加和替换应用服务器或其余服务器更容易。
NGINX和NGINX Plus常常被用来终止TLS和HTTP/2协议、负载平衡。已有环境没必要改动，除非要把NGINX服务器挪到前端。
建议三：考虑从SPDY开始
SPDY是HTTP/2的上一代，整体性能相同。由于它已经出现好几年了，因此有不少浏览器支持SPDY却不支持HTTP/2。不过，在本文写做时，这个支持上的差距正在缩小。具体来讲，有三分之二的浏览器支持HTTP/2，而有五分之四的浏览器支持SPDY。
若是你着急采用新的Web传输协议，又想尽量覆盖更多用户，能够先从SPDY开始。而后到2016年初，即谷歌再也不支持SPDY的时候，再切换到HTTP/2，很简单，至少在NGINX中如此。那时候，更多用户会拥有支持HTTP/2的浏览器，而你已经为其中大部分用户提供了很好的性能。
建议四：找出为HTTP/1.x优化的代码
在决定采用HTTP/2以前，首先得知道你的代码有哪些是针对HTTP/1.x优化过的。大概有四方面的优化。
- 分域存储。为了实现并行请求文件，你可能把文件分散到了不一样的域里，CDN会自动这么作。但分域存储会影响HTTP/2的性能，建议使用HTTP/2友好的分域存储（建议七），只针对HTTP/1.x用户分域。
- 雪碧图。雪碧图把不少图片拼成一个文件，而后经过代码按需取得每一个图片。雪碧图在HTTP/2的环境下没太大用处，但仍是有点用的。
- 拼接的代码文件。与使用雪碧图的缘由相似，不少独立的文件也会被弄成一个，而后浏览器再从其中找到并运行须要的文件。
- 插入行内的文件。CSS代码、JavaScript代码，甚至图片等被直接插到HTML文件中的内容。这样能够减小文件传输，代价是初始HTML文件较大。
后面三种优化都涉及把小文件塞进一个较大的文件里，目的是减小新建链接的初始化和握手，这些操做对TLS而言很是费时间。
第一种优化即分域存储偏偏相反，强制打开多个链接，目的是并行地从不一样的域获取文件。这两种看似矛盾的技术对于HTTP/1.x下的站点却十分有效。然而，要用好这两种技术，必须投入大量时间、精力和资源，用于实现、管理和运维。
在采用HTTP/2以前，须要找出应用了这些优化的代码，分析一下它们会不会影响你的应用设计和工做流程。这样在迁移到HTTP/2以后，就能够着手改造它们，甚至撤销某些优化。
建议五：部署HTTP/2或SPDY
事实上，部署HTTP/2或SPDY并不难。若是你使用NGINX，只要在配置文件中启动相应的协议就能够了，参见这里了解如何启用HTTP/2（PDF）。浏览器和服务器会协商采用什么协议，若是浏览器支持HTTP/2（并且也在使用TLS），就会使用HTTP/2。
配置完服务器后，使用支持HTTP/2浏览器的用户就会基于HTTP/2运行你的应用，而使用旧版本浏览器的用户则会继续使用HTTP/1.x运行你的应用，以下图所示。若是你的网站流量很是大，那么应该监测改变先后的性能，对于性能下降的状况，可能就得撤销更改。
注意：使用HTTP/2及其单链接以后，NGINX某些配置的重要性会很明显，特别要注意的是output_buffers、proxy_buffers和ssl_buffer_size等指令，多测试一下。参见general configuration notes，特定的SSL建议（在这里 and here），以及NGINX关于SSL性能的白皮书（PDF）。
注意：使用HTTP/2传输密文要格外注意。HTTP/2的RFC中有一个长长的列表，列出了要避免的加密套件。建议你本身也搞一个表格，启用ssl_buffer_size，而后在全部经常使用的浏览器版本下测试你想用的加密套件。
建议六：再谈HTTP/1.x优化
你说奇怪不，撤销和修改针对HTTP/1.x优化的代码竟然是实现HTTP/2最有创意的部分。这里面有几个问题要注意，由于不少事怎么作都是能够的。
在开始运做以前，必须考虑旧版本浏览器用户是否好过。以后，能够采起三个策略撤销和修改HTTP/1.x的优化。
- 什么也不用作。假如你并无针对HTTP/1.x作过优化，或者只作过少许优化，那么你几乎什么也不用作，就能够直接迁移到HTTP/2。
- 有选择地去作。第二种状况是减小合并某些文件，而不是彻底不合并。好比，牵扯到不少场景的雪碧图就不用动，而被塞得满满的HTML可能就要分离出来一些。
- 彻底撤销HTTP/1.x优化（不过请先参考建议七中关于分域存储的建议）。能够再也不作之前作过的任何优化。
缓存仍是普适的。理论上，缓存操做很是适合小文件特别多的状况。可是，小文件多也意味着文件I/O多。所以一些相近文件的合并仍是必要的，一方面要考虑工做流程，另外一方面要考虑应用性能。建议多关注一下其余人在过渡到HTTP/2过程当中的一些经验。
建议七：实现智能分域
分域存储多是最极端但也最成功的HTTP/1.x优化策略。它可以提高HTTP/1.x下的应用性能，但在HTTP/2之下，其性能提高能够忽略不讲（由于只有一个链接。)
对HTTP/2友好的分域，要保证如下两点。
- 让多个域名解析到同一个IP。
- 确保证书包含通配符，以便全部分域名均可以使用，适当的多域证书固然也能够。
具体细节，请参考这里。
有了这些保障，分域还会继续对HTTP/1.x有效，即域名仍然能够触发浏览器建立更多链接，但对HTTP/2则无效，由于这些域名会被当作同一个域，一个链接就能够访问全部域名了。
小结
HTTP/2和TLS组合能够提高你的站点性能，而且让用户以为你的网站很安全。不管你是率先在本身的应用里实现HTTP/2，仍是要赶超竞争对手，均可以又快又好地实现对HTTP/2的支持。
但愿这篇文章能让你以最少的努力得到最大的HTTP/2性能收益，并且今后你能够把注意力集中到编写更快、更有效、更安全的应用上，让本身的应用更容易维护和运维。
参考资源
- 要全面了解HTTP/2，能够看看NGINX的白皮书（PDF）。
- 在Can I use网站中能够查到浏览器对各类前端技术的支持状况，包括SPDY和HTTP/2。
- 要了解咱们测试的细节，参考这里HTTP/2 presentation。
- NGINX有一个Web研讨班：What’s New in HTTP/2?，讨论了核心特性并给出了实现建议。
- 要了解NGINX关于性能的建议，请参考咱们的博客：10 Tips for 10x Application Performance。