在nodejs中体验http/2

前言

2015年，HTTP/2 发布，直到2021年公司的项目才开始在实践中应用；自己对http2诸多特点的理解只存在于字面上，于是尝试在nodejs中实践一下，加深自己的理解。

多路复用

同域名下所有通信都在单个连接上完成，消除了因多个 TCP 连接而带来的延时和内存消耗，这在大量请求同时发出的情况下能够减少加载时间。

使用如下代码查看http2环境下，资源下载的情况(浏览器开启限流和disable cache)：

const http2 = require('http2');
const fs = require('fs');
const { HTTP2_HEADER_PATH } = http2.constants;

const server = http2.createSecureServer({
  key: fs.readFileSync('localhost-privkey.pem'),
  cert: fs.readFileSync('localhost-cert.pem')
});
server.on('error', (err) => console.error(err));

server.on('stream', (stream, headers) => {
  // stream is a Duplex
  const path = headers[':path'];
  if(path === '/img.png' || path === '/favicon.ico'){
    const fd = fs.openSync('img.png', 'r');
    const stat = fs.fstatSync(fd);
    const headers = {
      'content-length': stat.size,
      'last-modified': stat.mtime.toUTCString(),
      'content-type': 'image/png'
    };
    stream.respondWithFD(fd, headers);

  } else if(path === '/') {
    stream.respond({
      'content-type': 'text/html; charset=utf-8',
      ':status': 200
    });
    stream.end(`
      <h1>Hello World</h1>
      <script>
        for(var i=0;i<50;i++){
          fetch('/img.png')
        }
      </script>
   
    `);
  }
});

server.listen(8443);

可以看到当资源开始同时请求，所有的请求形成一个队列，请求之间开始时间相差大概1ms, 因为下载的是同一个图片，50张图片同时下载，最后几乎在同时完成下载。

下面是http1.1的例子，通过对比发现浏览器按照自己的最大并发量同时发出请求，只有当请求返回后才发出新的请求(浏览器开启限流和disable cache)：

const http = require('http');
const fs = require('fs');

const server = http.createServer(function(req,res){
  const path = req.url;
  if(path === '/img.png' || path === '/favicon.ico'){
    res.writeHead(200,{'Content-type':'image/png'})
    var stream = fs.createReadStream('img.png')
    stream.pipe(res)
  } else {
    res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8' });
    res.end(`
      <h1>Hello World</h1>
      <script>
        for(var i=0;i<50;i++){
          fetch('/img.png')
        }
      </script>
    `);
  }
});


server.listen(8444);

服务端推送

按照如下代码测试

const http2 = require('http2');
const fs = require('fs');
const { HTTP2_HEADER_PATH } = http2.constants;

const server = http2.createSecureServer({
  key: fs.readFileSync('localhost-privkey.pem'),
  cert: fs.readFileSync('localhost-cert.pem')
});
server.on('error', (err) => console.error(err));

server.on('stream', (stream, headers) => {
  const path = headers[':path'];
  if(path === '/') {
    stream.respond({
      'content-type': 'text/html; charset=utf-8',
      ':status': 200
    });

    stream.pushStream({ [HTTP2_HEADER_PATH]: '/style.css' }, (err, pushStream, headers) => {
      if (err) throw err;
      const fd = fs.openSync('style.css', 'r');
      const stat = fs.fstatSync(fd);
      const header = {
        'content-length': stat.size,
        'last-modified': stat.mtime.toUTCString(),
        'content-type': 'text/css'
      };
      pushStream.respondWithFD(fd, header)
    });

    stream.end(`
      <h1>Hello World</h1>
      <script>
        setTimeout(()=>{
          fetch('/style.css')
        },2000)
      </script>
    `);
  } else if(path === '/style.css'){

    const fd = fs.openSync('style.css', 'r');
    const stat = fs.fstatSync(fd);
    const headers = {
      'content-length': stat.size,
      'last-modified': stat.mtime.toUTCString(),
      'content-type': 'text/css'
    };
    stream.respondWithFD(fd, headers);
  }

});

server.listen(8442);

资源加载情况如下，style.css的Initiator是Push，大小是66 B， 同时首页加载的大小是207 B，

注释掉stream.pushStream部分后，不使用推送，资源加载如下，style.css大小是89B， 同时首页加载的大小是182B，

综上所看，服务端推送可以提前加载资源，优化非首页加载有益。

令人高兴的是，因为使用率低，chrome在105版本后不再支持http2的服务端推送，导致这个特点在前端开发中可以忽略了。并且如果要测试改特点需要使用低版本的chrome，比如本例子使用的是chrome 96 mac版本。

另外在测试的过程中发现HTTP2是需要加密的，在本地用openssl生成了证书，访问的时候需要使用https；按照nodejs文档中的说法，没有浏览器支持未加密的http2。

本文所用代码：https://github.com/blank-x/pg/tree/master/http2，nodejs版本是v16.19.0.