『互联网架构』软件架构-netty之http协议应用实践（58）
『互联网架构』软件架构-netty之http协议应用实践（58）
（一）Http协议概述
- 1.什么是Http协议
HTTP是一个属于【应用层】的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。
- 2.HTTP协议的主要特点
支持客户/服务器模式。 简单快速 客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与 服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。 灵活 HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。 无连接 无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。 无状态 HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。从HTTP协议来讲是无状态的，其实在应用的时候，很多情况通过回话的方式还是有状态的。
（二）Http协议交互过程
协议交互本质是指协议两端（客户端、服务端），互联网上没有协议是混乱的，正如如果现实中没有法律也会打乱一样。
1.传输数据
传输数据一般基于TCP/IP 实现，体现到开发语言上就是我们所熟悉的Socket 编程。
2.交换数据
交换数据本质是指，两端（客户端、服务端）能各自识别对方所发送的数据。那么这就需要制定一套【报文编码】格式，双方以该格式编码数据发送给对方。 Http 对应的Request 与Response报文
注： 我们可以通过抓包工具（fiddler）可以直接看到该报文格式。
报文约定好以后两端都需要对其进行解码和编码操作
3.Http协议内容组成
请求方法
方法 | 描述 |
|---|---|
GET | 请求指定的页面信息，并返回实体主体。 |
HEAD | 类似于get请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头 |
POST | 向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改。 |
PUT | 从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。 |
DELETE | 请求服务器删除指定的页面。 |
CONNECT | HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。 |
OPTIONS | 允许客户端查看服务器的性能。 |
TRACE | 回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。 |
部分请求头
请求头 | 说明 |
|---|---|
Host | 接受请求的服务器地址，可以是IP:端口号，也可以是域名 |
User-Agent | 发送请求的应用程序名称 |
Connection | 指定与连接相关的属性，如Connection:Keep-Alive |
Accept-Charset | 通知服务端可以发送的编码格式 |
Accept-Encoding | 通知服务端可以发送的数据压缩格式 |
Accept-Language | 通知服务端可以发送的语言 |
部分响应头
响应头 | 说明 |
|---|---|
Server | 服务器应用程序软件的名称和版本 |
Content-Type | 响应正文的类型（是图片还是二进制字符串） |
Content-Length | 实体报头域用于指明实体正文的长度，以字节方式存储的十进制数字来表示响应正文长度 |
Content-Charset | 响应正文使用的编码 |
Content-Encoding | 响应正文使用的数据压缩格式 |
Content-Language | 响应正文使用的语言 |
部分响应状态
状态码 | 说明 |
|---|---|
200 | 响应成功 |
302 | 跳转，跳转地址通过响应头中的Location属性指定（JSP中Forward和Redirect之间的区别） |
400 | 客户端请求有语法错误，不能被服务器识别 |
403 | 服务器接收到请求，但是拒绝提供服务（认证失败） |
404 | 请求资源不存在 |
500 | 服务器内部错误 |
（二）基于Netty 实现Http协议过程分析
Http协议分为三部分：
1.远程数据传输 2.报文编解码 3.业务处理
但如果是开发基于Http普通应用，完全没有必要重复造轮子，，我们只需实现业务即可。现比较成熟的中间件有：Tomcat、Jetty、Jboos。这些中间有个缺点是较重，如果需要轻量实现可采用：netty 或JDK自还http 实现JDK Http源码参见：com.sun.net.httpserver.HttpServer
- netty 实现http
源码：nio/http中。
1.初始ServerBootstrap 2.通过ChannelInitializer 初始 pipeline 3.基于SimpleChannelInboundHandler HttpServer处理类
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;import io.netty.buffer.Unpooled;import io.netty.channel.*;import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;import io.netty.channel.socket.ServerSocketChannel;import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;import io.netty.handler.codec.http.*;import io.netty.util.concurrent.Future;import io.netty.util.concurrent.GenericFutureListener;
import java.net.ContentHandler;import java.util.concurrent.ThreadFactory;
/** * Created by idig8.com */public class HttpSimpleServer { //open 启动服务 public void openServer() { ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap(); bootstrap.channel(NioServerSocketChannel.class); EventLoopGroup boss = new NioEventLoopGroup(1); EventLoopGroup work = new NioEventLoopGroup(8); bootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() { @Override protected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception { ch.pipeline().addLast("http-decoder", new HttpRequestDecoder()); ch.pipeline().addLast("http-aggregator", new HttpObjectAggregator(65536)); ch.pipeline().addLast("http-encoder", new HttpResponseEncoder()); ch.pipeline().addLast("http-server", new HttpServerHandler()); } }); bootstrap.group(boss, work); try { ChannelFuture future = bootstrap.bind(8080).sync(); System.out.println("服务启动：8080"); future.channel().closeFuture().sync(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { boss.shutdownGracefully(); work.shutdownGracefully(); } }
private static class HttpServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler { @Override protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { FullHttpResponse response = new DefaultFullHttpResponse(HttpVersion.HTTP_1_1, HttpResponseStatus.OK); response.headers().set(HttpHeaderNames.CONTENT_TYPE, "text/html;charset=UTF-8"); String html = "<!DOCTYPE html>\n" + "<html lang=\"en\">\n" + "<head>\n" + " <meta charset=\"UTF-8\">\n" + " <title>hello idig8.com</title>\n" + "</head>\n" + "<body>\n" + "hello idig8.com\n" + "</body>\n" + "</html>"; response.content().writeBytes(html.getBytes("UTF-8")); ctx.writeAndFlush(response).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE); } }
public static void main(String[] args) { HttpSimpleServer simpleServer = new HttpSimpleServer(); simpleServer.openServer(); }
}
实现过程分析
- 建立连接读取消息流
- 解码Request
- 业务处理
- 编码Response
- 返回消息关闭连接
Channel 与 ChannelPipeline
1.Channel: a. ServerSocketChannel b. SocketChannel
2.pipeline:一个pipeline 当中包含了多个ChandlerHandler,而且是有顺序的
3.ChandlerHandler a. HttpRequestDecode:解码请求 b. HttpResponseEncode :编码返回结果 在 Netty 中每个 Channel 都有且仅有一个 ChannelPipeline 与之对应, 它们的组成关系如下:
一个 Channel 包含了一个 ChannelPipeline, 而 ChannelPipeline 中又维护了一个由 ChannelHandlerContext 组成的双向链表. 这个链表的头是 HeadContext, 链表的尾是 TailContext,并且每个 ChannelHandlerContext 中又关联着一个 ChannelHandler
bootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {@Overrideprotected void initChannel(NioSocketChannel ch) throws Exception {ch.pipeline().addLast("http-decoder", new HttpRequestDecoder());ch.pipeline().addLast("http-aggregator", new HttpObjectAggregator(65536));ch.pipeline().addLast("http-encoder", new HttpResponseEncoder());ch.pipeline().addLast("http-server", new HttpServerHandler());}});HttpRequest 在netty 当中的表示结构
HttpResponse在netty 当中的结构
PS：说了下http协议和如何通过netty完成http服务。下次一起说说通过netty完成websocket。