HTTP/2 之服务器推送 (Server Push) 最佳实践

　　HTTP/1.X出色地满足互联网的普遍访问需求，但随着互联网的不断发展，其性能越来越成为瓶颈。IETF在2015年发布了HTTP/2标准, 着重于提高HTTP的访问体验, HTTP2优势主要包括: 二进制传输、头部压缩、多路复用和服务器推送(ServerPush)。

　　截止目前, 大部分CDN厂商已经宣布支持HTTP/2，然而”支持”大多省略了服务器推送(ServerPush)特性。估计这和nginx开源版本没有支持Server Push相关。为提供完备的HTTP2能力，腾讯CDN现已完成HTTP/2的Server Push支持，并完成了详细的性能测试。

　　序言

　　在介绍Server Push功能之前，先来分析网站的加载过程。图1是腾讯课堂(http://ke.qq.com/index.html)的时间瀑布图。

　　a)首先浏览器请求主页面index.html，服务端响应内容;

　　b)获取到主页应答，浏览器开始解析主页的html标签，发现构建DOM树还需要CSS, GIF, JS等资源;

　　c)发起针对CSS,GIF,JS的内容请求;

　　d)获取并解析JS和CSS等内容, 然后继续请求依赖资源。

　　图1 腾讯课堂域名的时间瀑布图

　　图2是简化的浏览器和服务器的交互过程，横轴代表时间轴，每个虚线区间是1个RTT。红色竖线表示DOM 加载完成的时间。从图中可知，虽然存在并发传输, 但主页index.html和依赖的资源common.css、0684a8bf.css、comb.nowrap.0b772fee.js等总体上是顺序的，等待资源响应的时间减慢了主页面加载速度。并发传输并不能提高串行解析的资源访问体验。

　　如果服务端接收到客户端主请求，能够“预测”主请求的依赖资源，在响应主请求的同时，主动并发推送依赖资源至客户端。客户端解析主请求响应后，可以”无延时”从本地缓存获取依赖资源, 减少访问延时, 提高访问体验，也加大了链路的并发能力。Server Push正是基于此原理来提高网络体验。

　　图2 无服务器推送的数据交互

　　图3 使用服务器推送的数据交互

　　图3说明了若采用服务端推送的功能，则JS/CSS资源基本可以和HTML资源同步到达，浏览器可以“无延时”获取JS/CSS资源，客户端的延时最多可以减少一个RTT。

　　构建一个简单的例子来验证我们的说法。图4所示为simple_push.html代码，页面依赖资源simple_push.js和simple_nopush.js,页面大小均不超过1KB，主要时间消耗在传输延时。如图5所示为推送simple_push.js和不推送simple_nopush.js的效果对比。

　　图4 推送测试HTML代码

　　图5 不推送&推送的效果对比

　　我们上线了一个测试 demo网站 ( 点文字可直接访问 ) 。网页上展示一张世界地图，由400个小图片组成。对比三种访问方式：HTTP/1.1、HTTP/2(无Server Push)和 HTTP/2(Server Push)。Server Push选择推送第150~179个共30个小图。访问性能数据对比如图6所示：可以发现预推送比无推送有一定的性能提升(受网络延时和客户端行为影响，结果存在波动，后文有相应分析)。

　　图6 demo网站测试

　　简要介绍了Server Push的优化原理之后，伴随而来的疑问，推送什么资源，怎么去推送，以及比其他优化技术有什么优势?读完本章，这些问题将一一得到解答，文章最后用实例展示Server Push的应用场景和性能优化效果。

　　一、推送实现

　　1.1. 标识依赖资源

　　W3C 候 选推荐标准 ( 点文字可直接访问 ) 建议了依赖资源的两种做法：文件内标签和HTTP头部携带, 表示该资源后续会被使用, 可以预请求, 关键字preload修饰这个资源, 写法如下：

　　a) 静态Link标签法:

　　<linkrel="preload" as="style" href="push.css">

　　b) HTTP头表示法： Link:<push.css>; rel=preload; as=style

　　其中rel表明了资源是预加载的，as表明了资源的文件类型。另外，link还可以用nopush修饰，表示浏览器可能已经有该资源缓存，指示有推送能力的服务端不主动推送资源，只有当浏览器先检查到没有缓存，才去指示服务端推送资源，nopush格式写成： Link: ; rel=preload; as=script;nopush。

　　1.2. 推送资源

如何建站：

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