Go语言HTTP/2探险之旅

Posted 2021-04-05 360云计算

女主宣言

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。

PS：丰富的一线技术、多元化的表现形式，尽在“HULK一线技术杂谈”，点关注哦！

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。

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。

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：

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：

$ 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：

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。

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：

$ 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？

$ 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）：

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：

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

服务器日志将显示：

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：

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

服务器日志将显示：

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。

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 /：

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：

$ 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。

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。

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。

HULK一线技术杂谈