HTTP/2 头部压缩 Header Compress（HPACK）详解

在HTTP1.0中，我们使用文本的形式传输header，在header中携带cookie的话，每次都需要重复传输几百到几千的字节，这着实是一笔不小的开销。
在HTTP2.0中，我们使用了HPACK（HTTP2头部压缩算法）压缩格式对传输的header进行编码，减少了header的大小。并在两端维护了索引表，用于记录出现过的header，后面在传输过程中就可以传输已经记录过的header的键名，对端收到数据后就可以通过键名找到对应的值。

1. HPACK 的工作原理

HPACK 使用两种主要方法来压缩头部信息：

1. 静态表（Static Table）
2. 动态表（Dynamic Table）

1.1 静态表

• 静态表是一个预定义的头部字段表，其中包含了常见的 HTTP 头部字段。这些字段在所有 HTTP/2 连接中都是相同的。使用静态表可以减少传输的头部字段的字节数。

• 示例：常见的静态表条目包括 “:method: GET”, “:path: /index.html” 等。

1.2 动态表

• 动态表是一个用于存储在连接期间动态更新的头部字段表。客户端和服务器可以向动态表中添加新的头部字段，并在后续请求或响应中引用这些字段。

• 示例：如果某个特定的头部字段在多个请求中重复出现，可以将其添加到动态表中，以后只需引用该表条目，而不是重复发送完整的头部字段。

2. 压缩过程

2.1 编码过程

• 步骤：
  1. 查找静态表：首先在静态表中查找头部字段，如果找到，则直接引用静态表条目。
  2. 查找动态表：如果在静态表中未找到，则在动态表中查找，如果找到，则引用动态表条目。
  3. 添加到动态表：如果在静态表和动态表中均未找到，则将该头部字段添加到动态表中。
  4. 编码格式：将头部字段以特定的编码格式发送，包含索引值或字段名和值。

2.2 解码过程

• 步骤：
  1. 解析索引值：接收方根据索引值解析头部字段，确定是静态表条目还是动态表条目。
  2. 更新动态表：如果是新的头部字段，更新动态表。
  3. 恢复头部字段：根据编码格式恢复完整的头部字段。

3. HPACK 的优势

• 减少冗余数据：通过静态表和动态表，有效减少了重复的头部字段传输。
• 提高传输效率：压缩后的头部信息占用更少的字节数，减少了带宽消耗。
• 动态适应：动态表的使用使得压缩算法能够适应不同的应用场景和请求模式。