Go 语言 HTTP/2 探险之旅

阅读数:53 2019 年 11 月 20 日 16:45

Go语言HTTP/2探险之旅

大家都知道,Go 的标准库 HTTP 服务器默认支持 HTTP/2。那么,在这篇文章中,我们将首先展示 Go 的 http/2 服务器功能,并解释如何将它们作为客户端使用。

在这篇文章中,我们将首先展示 Go 的 http/2 服务器功能,并解释如何将它们作为客户端使用。Go 的标准库 HTTP 服务器默认支持 HTTP/2。

HTTP/2 服务器

首先,让我们在 Go 中创建一个 http/2 服务器!根据 http/2 文档,所有东西都是为我们自动配置的,我们甚至不需要导入 Go 的标准库 http2 包:

HTTP/2 强制使用 TLS。为了实现这一点,我们首先需要一个私钥和一个证书。在 Linux 上,下面的命令执行这个任务。

复制代码
openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout server.key -x509 -days 365 -out server.crt

该命令将生成两个文件:server.key 以及 server.crt

现在,对于服务器代码,以最简单的形式,我们将使用 Go 的标准库 HTTP 服务器,并启用 TLS 与生成的 SSL 文件。

复制代码
package main
import (
"log"
"net/http"
)
func main() {
// 在 8000 端口启动服务器
// 确切地说,如何运行 HTTP/1.1 服务器。
srv := &http.Server{Addr:":8000", Handler: http.HandlerFunc(handle)}
// 用 TLS 启动服务器,因为我们运行的是 http/2,它必须是与 TLS 一起运行。
// 确切地说,如何使用 TLS 连接运行 HTTP/1.1 服务器。
log.Printf("Serving on https://0.0.0.0:8000")
log.Fatal(srv.ListenAndServeTLS("server.crt", "server.key"))
}
func handle(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
// 记录请求协议
log.Printf("Got connection: %s", r.Proto)
// 向客户发送一条消息
w.Write([]byte("Hello"))
}

HTTP/2 客户端

在 go 中,标准 http.Client 也用于 http/2 请求。惟一的区别是在客户端的 Transport 字段,使用 http2.Transport 代替 http.Transport。

我们生成的服务器证书是“自签名”的,这意味着它不是由一个已知的证书颁发机构(CA)签署的。这将导致我们的客户端不相信它:

复制代码
package main
import (
"fmt"
"net/http"
)
const url = "https://localhost:8000"
func main() {
_, err := http.Get(url)
fmt.Println(err)
}

让我们试着运行它:

复制代码
$ go run h2-client.go
Get https://localhost:8000: x509: certificate signed by unknown authority

在服务器日志中,我们还将看到客户端(远程)有一个错误:

复制代码
http: TLS handshake error from [::1]:58228: remote error: tls: bad certificate

为了解决这个问题,我们可以用定制的 TLS 配置去配置我们的客户端。我们将把服务器证书文件添加到客户端“证书池”中,因为我们信任它,即使它不是由已知 CA 签名的。

我们还将添加一个选项,根据命令行标志在 HTTP/1.1 和 HTTP/2 传输之间进行选择。

复制代码
package main
import (
"crypto/tls"
"crypto/x509"
"flag"
"fmt"
"io/ioutil"
"log"
"net/http"
"golang.org/x/net/http2"
)
const url = "https://localhost:8000"
var httpVersion = flag.Int("version", 2, "HTTP version")
func main() {
flag.Parse()
client := &http.Client{}
// Create a pool with the server certificate since it is not signed
// by a known CA
caCert, err := ioutil.ReadFile("server.crt")
if err != nil {
log.Fatalf("Reading server certificate: %s", err)
}
caCertPool := x509.NewCertPool()
caCertPool.AppendCertsFromPEM(caCert)
// Create TLS configuration with the certificate of the server
tlsConfig := &tls.Config{
RootCAs: caCertPool,
}
// Use the proper transport in the client
switch *httpVersion {
case 1:
client.Transport = &http.Transport{
TLSClientConfig: tlsConfig,
}
case 2:
client.Transport = &http2.Transport{
TLSClientConfig: tlsConfig,
}
}
// Perform the request
resp, err := client.Get(url)
if err != nil {
log.Fatalf("Failed get: %s", err)
}
defer resp.Body.Close()
body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
if err != nil {
log.Fatalf("Failed reading response body: %s", err)
}
fmt.Printf(
"Got response %d: %s %s\n",
resp.StatusCode, resp.Proto, string(body)
)
}

这一次我们得到了正确的回应:

复制代码
$ go run h2-client.go
Got response 200: HTTP/2.0 Hello

在服务器日志中,我们将看到正确的日志线:获得连接:Got connection: HTTP/2.0!!
但是当我们尝试使用 HTTP/1.1 传输时,会发生什么呢?

复制代码
$ go run h2-client.go -version 1
Got response 200: HTTP/1.1 Hello

我们的服务器对 HTTP/2 没有任何特定的东西,所以它支持 HTTP/1.1 连接。这对于向后兼容性很重要。此外,服务器日志表明连接是 HTTP/1.1:Got connection: HTTP/1.1。

HTTP/2 高级特性

我们创建了一个 HTTP/2 客户机 - 服务器连接,并且我们正在享受安全有效的连接带来的好处。但是 HTTP/2 提供了更多的特性,让我们来研究它们!

服务器推送

HTTP/2 允许服务器推送“使用给定的目标构造一个合成请求”。
这可以很容易地在服务器处理程序中实现(在 github 上的视图):

复制代码
func handle(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
// Log the request protocol
log.Printf("Got connection: %s", r.Proto)
// Handle 2nd request, must be before push to prevent recursive calls.
// Don't worry - Go protect us from recursive push by panicking.
if r.URL.Path == "/2nd" {
log.Println("Handling 2nd")
w.Write([]byte("Hello Again!"))
return
}
// Handle 1st request
log.Println("Handling 1st")
// Server push must be before response body is being written.
// In order to check if the connection supports push, we should use
// a type-assertion on the response writer.
// If the connection does not support server push, or that the push
// fails we just ignore it - server pushes are only here to improve
// the performance for HTTP/2 clients.
pusher, ok := w.(http.Pusher)
if !ok {
log.Println("Can't push to client")
} else {
err := pusher.Push("/2nd", nil)
if err != nil {
log.Printf("Failed push: %v", err)
}
}
// Send response body
w.Write([]byte("Hello"))
}

使用服务器推送

让我们重新运行服务器,并测试客户机。

对于 HTTP / 1.1 客户端:

复制代码
$ go run ./h2-client.go -version 1
Got response 200: HTTP/1.1 Hello

服务器日志将显示:

复制代码
Got connection: HTTP/1.1Handling 1st
Can't push to client

HTTP/1.1 客户端传输连接产生一个 http.ResponseWriter 没有实现 http.Pusher,这是有道理的。在我们的服务器代码中,我们可以选择在这种客户机的情况下该做什么。

对于 HTTP/2 客户:

复制代码
go run ./h2-client.go -version 2
Got response 200: HTTP/2.0 Hello

服务器日志将显示:

复制代码
Got connection: HTTP/2.0Handling 1st
Failed push: feature not supported

这很奇怪。我们的 HTTP/2 传输的客户端只得到了第一个“Hello”响应。日志表明连接实现了 http.Pusher 接口——但是一旦我们实际调用 Push() 函数——它就失败了。

排查发现,HTTP/2 客户端传输设置了一个 HTTP/2 设置标志,表明推送是禁用的。

因此,目前没有选择使用 Go 客户机来使用服务器推送。

作为一个附带说明,google chrome 作为一个客户端可以处理服务器推送。

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服务器日志将显示我们所期望的,处理程序被调用两次,路径 / 和 /2nd,即使客户实际上只对路径 /:

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Got connection: HTTP/2.0Handling 1st
Got connection: HTTP/2.0Handling 2nd

全双工通信

Go HTTP/2 演示页面有一个 echo 示例,它演示了服务器和客户机之间的全双工通信。

让我们先用 CURL 来测试一下:

复制代码
$ curl -i -XPUT --http2 https://http2.golang.org/ECHO -d hello
HTTP/2 200
content-type: text/plain; charset=utf-8
date: Tue, 24 Jul 2018 12:20:56 GMT
HELLO

我们把 curl 配置为使用 HTTP/2,并将一个 PUT/ECHO 发送给“hello”作为主体。服务器以“HELLO”作为主体返回一个 HTTP/2 200 响应。但我们在这里没有做任何复杂的事情,它看起来像是一个老式的 HTTP/1.1 半双工通信,有不同的头部。让我们深入研究这个问题,并研究如何使用 HTTP/2 全双工功能。

服务器实现

下面是 HTTP echo 处理程序的简化版本(不使用响应)。它使用 http.Flusher 接口,HTTP/2 添加到 http.ResponseWriter。

复制代码
type flushWriter struct {
w io.Writer
}
func (fw flushWriter) Write(p []byte) (n int, err error) {
n, err = fw.w.Write(p)
// Flush - send the buffered written data to the client
if f, ok := fw.w.(http.Flusher); ok {
f.Flush()
}
return
}
func echoCapitalHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
// First flash response headers
if f, ok := w.(http.Flusher); ok {
f.Flush()
}
// Copy from the request body to the response writer and flush
// (send to client)
io.Copy(flushWriter{w: w}, r.Body)
}

服务器将从请求正文读取器复制到写入 ResponseWriter 和 Flush() 的“冲洗写入器”。同样,我们看到了笨拙的类型断言样式实现,冲洗操作将缓冲的数据发送给客户机。

请注意,这是全双工,服务器读取一行,并在一个 HTTP 处理程序调用中重复写入一行。

GO 客户端实现

我试图弄清楚一个启用了 HTTP/2 的 go 客户端如何使用这个端点,并发现了这个 Github 问题。提出了类似于下面的代码。

复制代码
const url = "https://http2.golang.org/ECHO"
func main() {
// Create a pipe - an object that implements `io.Reader` and `io.Writer`.
// Whatever is written to the writer part will be read by the reader part.
pr, pw := io.Pipe()
// Create an `http.Request` and set its body as the reader part of the
// pipe - after sending the request, whatever will be written to the pipe,
// will be sent as the request body. // This makes the request content dynamic, so we don't need to define it
// before sending the request.
req, err := http.NewRequest(http.MethodPut, url, ioutil.NopCloser(pr))
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
// Send the request
resp, err := http.DefaultClient.Do(req) if err != nil {
log.Fatal(err)
}
log.Printf("Got: %d", resp.StatusCode)
// Run a loop which writes every second to the writer part of the pipe
// the current time.
go func() { for {
time.Sleep(1 * time.Second)
fmt.Fprintf(pw, "It is now %v\n", time.Now())
}
}()
// Copy the server's response to stdout.
_, err = io.Copy(os.Stdout, res.Body)
log.Fatal(err)
}

总结

Go 支持与服务器推送和全双工通信的 HTTP/2 连接,这也支持 HTTP/1.1 与标准库的标准 TLS 服务器的连接——这太不可思议了。对于标准的库 HTTP 客户端,它不支持服务器推送,但是支持标准库的标准 HTTP 的全双工通信。以上就是本篇的内容,大家有什么疑问可以在文章下面留言沟通。

本文转载自公众号 360 云计算(ID:hulktalk)。

原文链接:

https://mp.weixin.qq.com/s/bOrS0slb7bDXyFlWjdJUZg

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