HTTP协议背景

HTTP为超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocal)的缩写。超文本的含义为除了基础的文本(text)数据，还包含图片(jpg、png等)、音频(MP3等)、视频(avi等)数据。该协议规定了这些数据的几大部分:

协议开始。数据从何处开始。
协议元数据。元数据指描述目标数据属性的一类数据，例如文件系统中的文件头等。
超文本。目标数据本体。
协议结束。数据从何处结束。

HTTP协议内容

作为一个应用层的通信协议，可以按请求和响应分为两部分，每一类中具体信息如下。

请求

请求行

请求行规定该请求的请求方法、请求URL、协议名称和版本号。

请求方法

GET。发送一个请求来取得服务器上的某一资源。
POST。向 url 指定的资源提交数据或附加新的数据。
PUT。put 方法用于对资源进行完整更新，且是幂等(重复执行保持稳定)的。跟 post 方法很像，也是向服务器提交数据，但是 put 方法指向了资源在服务器上的位置，而 post 方法没有。
DELETE。删除服务器上的某资源。
PATCH。用于对资源进行部分更新，是非幂等的。
HEAD。只请求页面的首部。
OPTIONS。options 方法用于获取当前 url 所支持的方法。如果请求成功，会有一个 allow 的头包含类似 get、post 这样的信息。
TRACE。沿着目标资源路径进行消息换回测试。
CONNECT。用来建立到给定URI标识的服务器的隧道。

请求URL(Universal Resource Locator)
与主机host组成完整的请求URL，host通常用域名来表示以隐藏实际的IP地址(端口有许多默认的，如80/8080所以没啥好隐藏的)。域名通过域名解析系统DNS(Domain Name System)解析获取IP地址，包含迭代方式和递归方式。该URL字段用/来划分路由树的层数，如URL:editor/drafts/7265579369652830262中editor表示第一层中的一个节点，drafts表示第二层的一个节点。
协议名称与版本号
协议名称即HTTP协议，版本号规定使用哪个版本的HTTP协议。

请求头

请求头用Key:Value的形式来表示所带的参数以及对应的值，Key与Value之间用:来间隔，不同的Key-Value对用换行符隔开。如接收语言Accept-Language: zh-CN、主机名Host、缓存Cookie等。

请求体

请求体同样用Key=Value的形式来表示所带的参数以及对应的值，但是Key和Value对之间用&隔开。如name=tom。

响应

响应行

响应行与请求行的不同之处在于不包含方法与URL信息，只包含协议名称、版本号、状态码及状态描述。如:

协议名称与版本信息 -- HTTP/1.1
状态码及状态描述 -- 200 OK 具体的状态码表示信息可以参考baike.baidu.com/item/HTTP/2…

响应头

格式同请求头，但是参数以及其对应的值与其不同。如返回响应体类型Content-Type(值为html/text)、Set-Cookie等。

响应体

真正所需的响应信息，如对API发送请求返回的JSON文件、服务器返回的网页HTML文件等。

HTTP框架设计与实现

HTTP框架可以分为五层，包括应用层(Application)、中间件层(Middleware)、路由层(Route)、编解码层(Codec)、运输层(Transport)。各层之下包括许多具体的组件，如下表格所示。

Application	Middleware	Route	Codec	Transport
Context	Recovery	Add	Websocket	netpoll
Request	Circuitbreak	Find	HTTP1
Response	Timeout	Route Tree	Quic	go get
Handler	Access log	Route Group	HTTP2

除了五层框架之外，还存在一些贯穿框架的通用组件:

errors
test
timer
bytesbufferpool
log
Trace
Metrics

应用层设计

可理解性
简单性
冗余性
兼容性
可测性
可见性

中间件设计

洋葱模型:
- 日志
- - Metrics
- - - Biz Handler(输入Request输出Response)

适用场景:

日志记录
性能统计
安全控制
事务处理
异常处理

路由设计

静态路由: /a/b/c、/a/b/d
参数路由: /a/:id/c (/a/b/c，/a/d/c)、/*all
路由修复: /a/b <-> /a/b/
冲突路由与优先级: /a/b、/:id/c
匹配HTTP方法

协议层设计

# 使用合适的接口
type Server interface {
    Serve(c context.Context, conn network.Conn) error
}

网络层设计

BIO。如go net库，一个请求到达时会创建协程执行服务。
NIO。如netpoll高性能非阻塞网络库，使用请求池实现拿出与处理请求。

HTTP优化

网络库优化

go net。流式友好，小包性能高。
netpoll。中大包性能高，时延低。

协议优化

Headers解析可以使用SIMD(Single Instruction Multiple Data)技术，通过很少的指令就可以解析多个数据，大大减少了所需时间。
针对Key首字母、大小写等使用特定方式加速，但都存在tradeoff。
RequestContext池，将单独的上下文变为多个上下文组成的池，具有提高内存复用、性能等优势，但也带来了额外的复位、差错处理逻辑等。

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