本文原作者阮一峰，作者博客：ruanyifeng.com。
1、前言
新一代HTTP/2 协议的主要目的是为了提高网页性能（有关HTTP/2的介绍，请见《从HTTP/0.9到HTTP/2：一文读懂HTTP协议的历史演变和设计思路》）。
HTTP/2以前版的头信息（header）是直接传输文本，现在是压缩后传输。原来是同一个 TCP 连接里面，上一个回应（response）发送完了，服务器才能发送下一个，现在可以多个回应一起发送。
服务器推送（server push）是 HTTP/2 协议里面唯一一个需要开发者自己配置的功能。其他功能都是服务器和浏览器自动实现，不需要开发者关心。
本文详细介绍新一代HTTP/2服务器推送技术（server push）的原理和配置方法等，更多资料请见IETF的http标准工作组维护的HTTP/2资料页：https://http2.github.io/。
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2、系列文章
本文是系列文章中的第4篇，本系列大纲如下：
《脑残式网络编程入门(一)：跟着动画来学TCP三次握手和四次挥手》
《脑残式网络编程入门(二)：我们在读写Socket时，究竟在读写什么？》
3、传统的网页请求方式
下面是一个非常简单的 HTML 网页文件index.html：
hello world
这个网页包含一张样式表style.css和一个图片文件example.png。为了渲染这个网页，浏览器会发出三个请求。
第一个请求是index.html：
GET /index.html HTTP/1.1
服务器收到这个请求，就把index.html发送给浏览器。
浏览器发现里面包含了样式表和图片，于是再发出两个请求：
GET /style.css HTTP/1.1
GET /example.png HTTP/1.1
这就是传统的网页请求方式，它有两个问题：
一是至少需要两轮 HTTP 通信；
二是收到样式文件之前，网页都会显示一片空白，这个阶段一旦超过2秒，用户体验就会非常不好。
4、传统方式的改进
一种解决办法就是：把外部资源合并在网页文件里面，减少 HTTP 请求。比如，把样式表的内容写在标签之中，把图片改成 Base64 编码的 Data URL。
另一种方法就是资源的预加载（preload）：网页预先告诉浏览器，立即下载某些资源。比如，上例可以写成下面这样：
对于上例来说，preload命令并没有什么帮助。但是，如果前一个网页就使用这个命令，预加载后一个网页需要的资源，那么用户打开后一个网页时，就会感觉速度飞快。
这两种方法都有缺点：
第一种方法虽然减少了 HTTP 请求，但是把不同类型的代码合并在一个文件里，违反了分工原则；
第二种方法只是提前了下载时间，并没有减少 HTTP 请求。
5、服务器推送的概念
HTTP/2的服务器推送技术（server push）指的是，还没有收到浏览器的请求，服务器就把各种资源推送给浏览器。
比如：浏览器只请求了index.html，但是服务器把index.html、style.css、example.png全部发送给浏览器。这样的话，只需要一轮 HTTP 通信，浏览器就得到了全部资源，提高了性能。
6、Nginx对HTTP/2服务端器推送技术的支持和实现
Nginx 从 1.13.9 版开始，支持服务器推送。我在《Nginx 容器教程》一文中已经介绍并做好了 Nginx 容器，接着就来体验一下。
首先，进入工作目录，把原来的首页删除：
$ cd nginx-docker-demo
$ rm html/index.html
然后，新建html/index.html文件，写入本文第一节的网页源码。
另外，html子目录下面，还要新建两个文件example.png和style.css。前者可以随便找一张 PNG 图片，后者要在里面写一些样式：
h1{
color: red;
}
最后，打开配置文件conf/conf.d/default.conf，将 443 端口的部分改成下面的样子：
server {
listen 443 ssl http2;
server_name localhost;
ssl on;
ssl_certificate /etc/nginx/certs/example.crt;
ssl_certificate_key /etc/nginx/certs/example.key;
ssl_session_timeout 5m;
ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;
ssl_protocols SSLv3 TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
ssl_prefer_server_ciphers on;
location / {
root /usr/share/nginx/html;
index index.html index.htm;
http2_push /style.css;
http2_push /example.png;
}
}
其实就是最后多了两行http2_push命令。它的意思是，如果用户请求根路径/，就推送style.css和example.png。
现在可以启动容器了：
$ docker container run \
--rm\
--name mynginx \
--volume "$PWD/html":/usr/share/nginx/html\
--volume "$PWD/conf":/etc/nginx\
-p 127.0.0.2:8080:80 \
-p 127.0.0.2:8081:443 \
-d \
nginx
打开浏览器，访问 https://127.0.0.2:8081 。浏览器会提示证书不安全，不去管它，继续访问，就能看到网页了。
网页上看不出来服务器推送，必须打开"开发者工具"，切换到 Network 面板，就可以看到其实只发出了一次请求，style.css和example.png都是推送过来的：
查看完毕，关闭容器：
$ docker container stop mynginx
7、Apache 服务器上的实现
Apache 也类似，可以在配置文件httpd.conf或者.htaccess里面打开服务器推送：
Header add Link "; rel=preload; as=style"
Header add Link "; rel=preload; as=image"
8、服务器推送的另一种实现方法：后端实现
上面的服务器推送，需要写在服务器的配置文件里面。这显然很不方便，每次修改都要重启服务，而且应用与服务器的配置不应该混在一起。
服务器推送还有另一个实现方法，就是后端应用产生 HTTP 回应的头信息Link命令。
服务器发现有这个头信息，就会进行服务器推送：
Link: ; rel=preload; as=style
如果要推送多个资源，就写成下面这样。
如果要推送多个资源，就写成下面这样：
Link: ; rel=preload; as=style, ; rel=preload; as=image
这时，Nginx 的配置改成下面这样：
server {
listen 443 ssl http2;
# ...
root /var/www/html;
location = / {
proxy_pass http://upstream;
http2_push_preload on;
}
}
如果服务器或者浏览器不支持 HTTP/2，那么浏览器就会按照 preload 来处理这个头信息，预加载指定的资源文件。
事实上，这个头信息就是 preload 标准提出的，它的语法和as属性的值都写在了标准里面。
9、缓存问题
服务器推送有一个很麻烦的问题。所要推送的资源文件，如果浏览器已经有缓存，推送就是浪费带宽。即使推送的文件版本更新，浏览器也会优先使用本地缓存。
一种解决办法是，只对第一次访问的用户开启服务器推送。
下面是 Nginx 官方给出的示例，根据 Cookie 判断是否为第一次访问：
server {
listen 443 ssl http2 default_server;
ssl_certificate ssl/certificate.pem;
ssl_certificate_key ssl/key.pem;
root /var/www/html;
http2_push_preload on;
location = /demo.html {
add_header Set-Cookie "session=1";
add_header Link $resources;
}
}
map $http_cookie $resources {
"~*session=1""";
default "; as=style; rel=preload";
}
10、使用HTTP/2服务端推送带来的性能提升
服务器推送可以提高性能。网上测评的结果是，打开这项功能，比不打开时的 HTTP/2 快了8%，比将资源都嵌入网页的 HTTP/1 快了5%。
可以看到，提升程度也不是特别多，大概是几百毫秒。而且，也不建议一次推送太多资源，这样反而会拖累性能，因为浏览器不得不处理所有推送过来的资源。只推送 CSS 样式表可能是一个比较好的选择。
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附录：更多网络编程文章精选
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《不为人知的网络编程》系列文章为高阶必读，该系列目录如下：
《不为人知的网络编程(一)：浅析TCP协议中的疑难杂症(上篇)》
《不为人知的网络编程(二)：浅析TCP协议中的疑难杂症(下篇)》
关于移动端网络特性及优化手段的总结性文章请见：
《现代移动端网络短连接的优化手段总结：请求速度、弱网适应、安全保障》
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