上一篇文章中介绍了 HTTP/2 的二进制分帧和多路复用的特性，这次来介绍下头部压缩和服务端推送。
HTTP/2 新增特性
二进制分帧(HTTP Frames)
多路复用
头部压缩
服务端推送(Server Push)
1 头部压缩
在 HTTP/1.x 中，每次 HTTP 请求都会携带需要的 header 信息，这些信息以纯文本形式传递，所以每次的请求和响应，都会浪费一些带宽，如果 header 信息中包含 cookie 等之类的信息，那么浪费的带宽就更可观了。为了减少带宽开销和提升性能，HTTP/2 使用 HPACK 压缩格式压缩请求和响应标头元数据，这种格式采用两种简单但是强大的技术：
这种格式支持通过静态 Huffman 编码对传输的 header 字段进行编码，从而减小了传输的大小。
这种格式要求客户端和服务器同时维护和更新一个包含之前见过的 header 字段的索引列表（换句话说，它可以建立一个共享的压缩上下文），此列表随后会用作参考，对之前传输的值进行有效编码。
利用 Huffman 编码，可以在传输时对各个值进行压缩，而利用之前传输值的索引列表，我们可以通过传输索引值的方式对重复值进行编码，索引值可用于有效查询和重构完整的标头键值对。
客户端和服务端都有一个内置的静态表，部分内容如下：
可以看到，部分静态表已经包含了 value，比如 Index=2 的 :method = GET，当客户端发起请求时，如果发起的是 GET 请求，那么只需要在 Header 信息中携带一个 Index=2 的索引即可，服务端收到通过静态表即可查出对应的请求头信息。
在静态表中传输的 Header Block 是这种格式的：
从图中可以看到，只需要 8-bit 即可实现一个 method 的 Header 传输:
with index
对于静态表中不存在 value 的值，或者 value 的值跟想传递的值不一样时，就不能只传递简单的 Index 了；比如对于:path 的头信息，如果要请求的 path 不在静态表里，就需要用到 Huffman 编码 了。
假设:path 的值为/post/20180811-http2_in_go_1.html
从下图中能看到，占用了 25 个 Byte 来传递:path=/post/20180811-http2_in_go_1.html 的信息，这个数值比传输明文字符串要节省空间；当然是由于这些字符串普遍在 Huffman 编码 的压缩比较高的字典里，经过编码后会占用较小的空间，如果要传输的都是一个比较奇怪的字符，那么也有可能出现编码后占用的空间比之前还要高。
那如果我们应用要传输的就是一些奇怪的字符串，难道我们要每次传输比直接更大的值么，其实不然。除了静态表，HPACK 算法还提供了一个 动态表，双方针对每个 connection 共同维护这个表，这样对于之前未出现过的 Header 信息，只要传输一次，那么下次大家就都了解了。
比如下边这个 user-agent，第一次传输时，Index 是从本地静态表获取，传输给服务端后，会把 Header Name+Header Value 同时更新到本地的动态表里；这样本地和服务端都同时存在一个相同 id 的动态表了，这里大家都追加到了 Index=76 的动态表，再次传递时，只要跟静态表的结构一样即可。占用 1Byte 就 ok。
第一次传输：
第二次传输：
最后总结下，用 Roberto Peon（HPACK 的设计者之一）的话说：
“HPACK 旨在提供一个一致性的实现使信息量的损失尽可能少，使编解码快速而方便，使接收方能控制压缩文本的大小，允许代理重新建立索引（如，通过代理在前后端共享状态），以及对哈夫曼编码串的更快速比较”
2 服务端推送(Server Push)
Server Push 指的是服务端主动向客户端推送数据，相当于对客户端的一次请求，服务端可以主动返回多次结果。这个功能打破了严格的请求—响应的语义，对客户端和服务端双方通信的互动上，开启了一个崭新的可能性。但是这个推送跟 websocket 中的推送功能不是一回事，Server Push 的存在不是为了解决 websocket 推送的这种需求。
对我们的 web 应用来说，举个最简单的例子，有一个 index.html 页面：
在 HTTP/1.x 里，为了展示这个页面，客户端会先发起一次 GET /index.html 的请求，拿到返回结果进行分析后，再发起两个资源的请求，一共是三次请求, 并且有串行的请求存在。
在 HTTP/2 里，当客户端发起 GET /index.html 的请求后，如果服务端进行了 Server Push 的支持，那么会直接把客户端需要的/index.html 和另外两份文件资源一起返回，避免了串行和多次请求的发送。
大家可以看看 Go 官方给的这个 Server Push 的例子：
这个功能的实现，主要就依赖于上一篇文章提到的 PUSH_PROMISE Frame，所有的推送请求，都是有 PUSH_PROMISE 来发起，服务端通过向客户端在返回正常的 Response 前，优先发送 PUSH_PROMISE，来表达自己即将为客户端推送的资源，当客户端收到请求后，针对这些资源，就不会再向服务端发起请求。
PUSH_PROMISE 中，包含了一个 Promised Stream ID，这个是服务端承诺向客户端推送相关数据时使用的 Stream ID，Header Block 中包含资源链接等相关内容。
客户端收到 PUSH_PROMISE 后，可以选择接受服务器推送的资源，如果客户端发现本地缓存已经存在，不需要服务端再推送，也可以向对应的 Stream ID 发送 RST_STREAM 帧，来阻止服务端发送 Push.
下边看几张用 h2c(不是 ClearText 的 h2c,是一个 HTTP/2 Command-Line Client)模拟 http2 请求的图来看效果，还是访问的上边 Go 官方给的 Server Push 的网页：
在发起 GET /serverpush 的请求后，收到了服务端发送的 PUSH_PROMISE，承诺在 2、4、6、8 等 stream ID 的流中给发送相应的资源信息:
然后可以看到，在 Stream Id 为 2、4、6、8 的流上开始给客户端发送 Header 帧和 Data 帧的数据，顺序不定，同时也在向 Get /serverpush 这个 stream ID=1 的流上返回相关的页面信息。
最后，就是各个 Stream 传输自己的 Data 数据，直到数据传输完毕，打上 END_STREAM 的 Flag 表明流传输结束。
Stream 状态机
说完这两个 HTTP/2 的特性，对整体概念应该有所了解了，最后说下 Stream 状态机，就容易理解了。
这个状态图从客户端和服务端两方面分别来展示的，大家可以先自己看下，图下方有发送标记的解释：
其中,half closed 状态，就是进入 Server Push 后的状态，有一方，其实就是客户端，进入了半开闭状态，这时候它不能通过这个 Stream 再发送请求的相关数据，只能接受数据，或者选择结束链接。half closed 状态可以由 idle 状态经过两条路径到达:
服务端发送 PUSH_PROMISE 后发送 Header 帧信息，使客户端进入半开闭；
客户端通过 Header 帧向服务端发送数据，并在 Header 标记 END_STREAM 的 Flag,表明自己期望结束 Stream，不再向服务端发送 Header 或 Data 的数据，这个时候服务端还没同意关闭 Stream，所以服务端是可以向客户端发送数据的。
这里边比较奇怪的就是 reserved 和 half closed 两个状态，看起来没有什么区别，通过一个无关紧要的 Header 帧来触发状态转换。
其实，在 Go 语言里，对 HTTP/2 的 Stream State 的实现，就是把 reserved 和 half closed 当做一个状态给合并了。
那么为什么会有这两个状态呢，其实是出于 Stream Concurrency 并发的限制，在并发限制里，reserved 状态不计入活跃状态，不进行限制。这样能达到的一个效果就是，即使 Stream 并发数达到限制以后，服务端仍然是能向客户端发送 PUSH_PROMISE 的，能够一定程度的防止 PUSH_PROMISE 不能发送而导致的客户端竞争请求。
这块我也是简单介绍下，想了解更仔细的话，可以参考这篇文章 RFC7540 笔记（四）——More on Stream States。
好了，本次就说这些。下次开始介绍 HTTP/2 在 Go 语言中的一些实现和用法。
本文转载自公众号 360 云计算（ID：hulktalk）。
原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/5tcqd40by8GBSsnTQEo-OQ
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