Java 9 HTTP2的支持功能前瞻

Posted 2021-04-18 司塔科信息安全

Java 9预期将于本月27日发布，本文由László Csontos发布在Springuni，讨论了Java 9与HTTP/2有关的特性。

在HTTP/1.1发布后16年，国际互联网工程任务组（IETF）的流媒体工作组在2015年批准了HTTP/2协议。HTTP/2承诺降低网络延迟，并弃用很多在HTTP/1.1中所必需的工作流程，以满足当今的响应时间要求。本文将简要介绍HTTP/2，并谈谈它是怎样使基于文本的HTTP/1.1变得焕然一新的，以及即将来到的Java 9中对HTTP/2的支持功能。

HTTP/1.1早已变得老旧不堪，而1999年以来的互联网已经发生了很多变化。

在互联网上，人们正变得越来越没有耐心，但他们不会注意到，如果响应时间低于100毫秒，那么他们在网络上表现出的行为并不直接由他们自己实施。

当响应时间达到1秒时，就会引起人们的注意了，而当一个网站的响应时间超过10秒时，那么它就会被认为发生了故障。根据一些调查的结果，人们注意力的平均持续时间已经下降到7-8秒，所以即使是1秒的延迟也会造成高达7%的收入损失。

针对HTTP/1.1的网络延迟优化技术

对于HTTP/1.1来说，需要做一些（有时候是很繁重的）工作来满足当今的要求。

由于每个HTTP连接每次只能下载一个资源，所以浏览器为了能够更快地显示页面，就要同时取回这些资源。但是，每个域的并发连接的数量是有限的，而域分片技术（domain sharding）的存在就是用来实现这一目的。

一项类似的优化技术是将多个资源（CSS、javascript）捆绑在一起，这样就能够通过一次单独的请求获取到这些资源。这样做好坏参半，在节省了一次网络往返过程的同时，可能会使捆绑资源中的一部分无法使用。在某些情况下，复杂的服务器端逻辑负责选择适当的静态资源，并将它们合并以响应特殊的页面请求。

Image sprites图像精灵是一项与CSS和JavaScript文件捆绑类似的技术，可以减少请求的数量。

还有另一项技术被用于将静态资源内嵌到html中。

HTTP/2概述

HTTP/2意在减轻为维护HTTP/1.1复杂的底层架构而带来的痛苦，以提高HTTP/1.1的性能。尽管HTTP/2仍然对HTTP/1.1向下兼容，但它已不再是一个基于文本的协议。当客户端通过HTTP/1.1请求建立一个连接时，所有请求将会被升级。从这一点上看，HTTP/2是用“二进制数据帧”来说话的。

HTTP/2多路复用

HTTP/2多路复用使得一个单独连接可以处理多个双向流，因而客户端可以通过一个单独连接同时下载多个不同的资源。

HTTP/2头部压缩

HTTP 1.x协议族都是基于文本的，因此它们都相当冗长。有时候同一个HTTP头的集合被一遍又一遍地进行交换。HTTP/2在整个请求过程中保持HTTP头 表不变，因而大大降低了所需的带宽。重要的是，这只是在去耦合，而不是经典意义上的压缩。

HTTP/2推送

你可能会认为，HTTP/2推送是某种WebSocket的延续或升级，但实际上并不是这样。WebSocket是客户端和服务器之间全双工通信的一种方法，一旦TCP连接被建立起来，服务器就可以向客户端发送数据，而HTTP/2则解决的是与此不同的问题。

HTTP/2推送一种主动向客户端发送资源的技术，不必由客户端发出请求。这实际上意味着，服务器端知道，一个网站需要一些图片，服务器会在客户端发出请求前的很长时间内，就一次性将这些图片发送到客户端。

Java HTTP客户端支持HTTP/2

根据维基百科关于HTTP/2的一个页面的说法，在编写的时候，以下Java客户端库已能够建立HTTP/2连接。

Jetty

Netty

OkHttp

Vert.x

Firefly

但在这篇文章中，我们关注的是Java 9提供的HTTP/2支持。JEP 110 指定了具体要求，同时声明该项目仍处于孵化状态，这实际上意味着，它将不会取代Java 9中现有的UrlConnection API。 只有在Java 10发布后，标准Java HTTP/2客户端才会被移动到java.net包之下。但同时，它会处于jdk.incubtor命名空间下。

JEP 110为新的、内置的HTTP/2客户端提出了具体要求，因此它提供了一个高级别的、简便易用的API和与现有选项相似（或更高）的性能。

第一步是导入模块jdk.incubator.httpclient。

对于这个例子来说，我们要使用Undertow做为兼容HTTP/2的web服务器。它用来回应客户端发送的消息。

新的API处处遵循生成器模式，而作为初始化HTTP请求入口的HttpClient也不例外。

以阻塞模式发送请求

一旦我们有了一个HttpClient实例，就可以通过一个生成器建立更多的HttpClient实例。

请求被处理多久，send方法就会阻塞多久，但还是有一种方法来异步交换HTTP消息：以非阻塞模式发送请求。

以非阻塞模式发送请求

在下面的例子中，10个随机整数被异步发送到我们的HTTP回显服务器，而当所有请求被初始化后，主线程等待它们完成。

处理push-promise架构

以上全部例子都可以是过时的HTTP/1.1请求。除了创建HttpClient以外，没有看到任何HTTP/2所特有的东西。

这个客户端API中与HTTP/2最有关联的功能很可能是当HTTP/2推送被使用时它处理多个响应的方式。

结论

HTTP/2进行了一些必要改进，使旧的基于文本的协议变得焕然一新，并抛弃了令人讨厌的HTTP/1.1中的很多工作流程，但是它并未解决所有已知的问题。

从Java 9方面来看，新的HTTP/2客户端貌似不错，但它的下一个版本才会是合格的产品。同时，如果需要HTTP/2支持的话，上面的库都可以使用。