HTTP 框架修炼之道｜青训营笔记

这是我参与「第三届青训营 - 后端场」笔记创作活动的的第 4 篇笔记。

一、再谈HTTP协议

1.1 HTTP请求

协议组成： 开始+元数据+Text+结束

• 请求行
  • 常见方法名
    • GET
    • HEAD
    • POST
    • PUT
    • DELETE
    • CONNECT
    • OPTIONS
    • TRACE
    • PATCH
  • URL
  • 协议版本
• 状态行
  • 协议版本
  • 状态码
    • 1xx: 信息类
    • 2xx: 成功
    • 3xx：重定向
    • 4xx：客户端错误
    • 5xx: 服务端错误
  • 状态码描述
• 请求头
• 响应头
• 请求体
• 响应体

1.2 不足与展望

• HTTP1
  • 队头阻塞
  • 传输效率低
  • 明文传输不安全
• HTTP2
  • 多路复用
  • 头部压缩
  • 二进制协议
• QUIC
  • 基于UDP实现
  • 解决队头阻塞
  • 加密减少握手次数
  • 支持快速启动

二、HTTP框架设计与实现

2.1 分层设计

分层的好处

• 专注性
• 扩展性
• 复用性

2.2 应用层设计

• 冗余性
• 兼容性
• 可测性
• 可见性

2.3 中间件设计

• 洋葱模型
  • 日志
  • Metrics
  • Biz Handler
  • 使用场景
    • 日志记录
    • 性能统计
    • 安全控制
    • 事务处理
    • 异常处理

2.4 路由设计

• 静态路由： /a/b/c、/a/b/d
• 参数路由: /a/:id/c (/a/blc，la/d/c)、/*all
• 路由修复: /a/b<-> la/bl
• 冲突路由以及优先级: /a/b./:id/c
• 匹配HTTP方法
• 多处理函数:方便添加中间件

如何做设计？

• 明确需求
• 业界调研
• 方案权衡
• 方案评审
• 确定开发

三、性能修炼之道

• 针对网络库的优化
  • go net
    • 流式友好
    • 小包性能好
  • netpoll
    • 中大包性能好
    • 时延低
• 针对协议库的优化
  • Header解析
    • 根据Header Key首字母快速过滤不可能的Key
    • 解析对应Value到独立字段
    • 使用Byte slice管理对应header存储，方便复用
    • 取：
      • 核心字段快速解析
      • 使用byte slice存储
      • 额外存储到成员变量中
    • 舍：
      • 普通header性能较低
      • 没有map结构
  • Header key规范化
    • 取：
      • 超高的转换效率
      • 比 net.http提高40倍
    • 舍：
      • 额外的内存开销
      • 变更困难
  • 热点数据池化
    • 取：
      • 减少了内存分配
      • 提高了内存复用
      • 降低了GC压力
      • 性能提升
    • 舍：
      • 额外的Reset逻辑
      • 请求内有效
      • 问题定位难度增加