面试题：网络编程中HTTP/2协议多路复用技术的优势

Question

在网络编程里，阐述HTTP/2协议多路复用技术相较于HTTP/1.x在性能和资源利用方面的优势有哪些？

Answer 1

性能优势

1. 并行请求与响应
   • HTTP/1.x：在HTTP/1.x中，每个TCP连接在同一时间只能处理一个请求 - 响应，即队头阻塞（Head - of - line blocking）问题。若一个请求处理缓慢，后续请求即使可以独立处理，也必须等待前面的请求完成，导致整体性能下降。
   • HTTP/2：多路复用允许在同一个TCP连接上同时发送多个请求和接收多个响应，且请求和响应之间互不阻塞。客户端可以将多个请求同时发送到服务器，服务器也能按任意顺序将响应返回给客户端，极大提高了网络利用率和响应速度。
2. 传输延迟降低
   • HTTP/1.x：由于队头阻塞问题，为了提高并发，往往需要建立多个TCP连接，但过多的TCP连接会带来额外的开销（如TCP握手、拥塞控制等），反而增加了整体延迟。
   • HTTP/2：通过多路复用，只需一个TCP连接就能满足并发需求，减少了TCP连接建立和管理的开销，降低了传输延迟。同时，因为数据可以交错传输，重要的数据（如关键CSS、JavaScript文件）可以优先发送和处理，进一步优化了页面加载时间。

资源利用优势

1. TCP连接资源节省
   • HTTP/1.x：为了实现并发，通常需要创建多个TCP连接来同时处理多个请求，这会占用更多的系统资源（如文件描述符、内存等），尤其是在高并发场景下，系统资源消耗巨大。
   • HTTP/2：多路复用技术基于单个TCP连接进行数据传输，大大减少了TCP连接的数量，从而节省了系统资源，使得服务器能够处理更多的并发请求，提高了服务器的整体性能和资源利用率。
2. 带宽利用更高效
   • HTTP/1.x：由于每个请求 - 响应是串行处理，在某些情况下，可能会出现带宽空闲的情况。例如，一个大文件下载请求在传输时，其他请求只能等待，导致带宽不能充分利用。
   • HTTP/2：多路复用使数据能够交错传输，不同请求的数据包可以在TCP流中混合发送，避免了带宽空闲，提高了带宽利用率，使得在有限的带宽条件下，能够传输更多的数据。