作為一個(gè)程序猿，對(duì)造輪子這事情可以說(shuō)是情有獨(dú)鐘，幾乎

精通JAVA，Python，熟練掌握C++

精通Redis,Memcached,Mysql

精通Nginx配置，模塊開(kāi)發(fā)

精通Kafka，ActiveMQ 等消息隊(duì)列

精通常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法

精通網(wǎng)絡(luò)編程，多線程編程技術(shù)，高性能服務(wù)器技術(shù)

精通tcp/ip協(xié)議棧，熟悉內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)代碼

精通nginx代碼及模塊開(kāi)發(fā)

上面每一條都涉及好多輪子，每一個(gè)都是精通，如果真能做到。那這個(gè)人可以說(shuō)是碼農(nóng)中的戰(zhàn)斗機(jī)。

那我們現(xiàn)在目標(biāo)就是去做這個(gè)戰(zhàn)斗機(jī)。而這個(gè)方法，就是自己去造輪子，造的目的不是為了在項(xiàng)目中使用自己造的輪子，而是為了去了解輪子的構(gòu)造，然后自己動(dòng)手去體會(huì)造輪子的過(guò)程。

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抗在最前面的：LVS，F(xiàn)5，HAProxy這類負(fù)載均衡

接下來(lái)有Nginx，Apache，Lighttpd這類Http服務(wù)

http服務(wù)后則是各種容器，部署著我們的業(yè)務(wù)邏輯

存儲(chǔ)這邊有Redis，Memcached這一類KV存儲(chǔ)器和緩存系統(tǒng)

如果是多機(jī)部署，肯定還有Kafka，ActiveMQ這種負(fù)責(zé)解耦的消息隊(duì)列

為了實(shí)現(xiàn)集群通信，肯定少不了Thrift這種RPC框架和Protobuf這種序列化技術(shù)

再高端點(diǎn)，到了分布式領(lǐng)域了，就是更多的輪子了。。zookeeper、raft等等

還有大數(shù)據(jù)系列hadoop。spark。。。。。

本文主要講http協(xié)議。

正文分割線

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我們都知道http是基于tcp之上的，那我們現(xiàn)在就自己基于tcp來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)最小的http服務(wù)，功能非常簡(jiǎn)單：

• 返回輸入?yún)?shù)

先來(lái)看請(qǐng)求格式：

http的報(bào)文大概分為3部分：

• 請(qǐng)求行
• 首部
• 正文部分

此處請(qǐng)求行是格式是固定的，

先寫代碼來(lái)看看的：

可以看到我們讀取的到數(shù)據(jù)是如上，我們可以看到格式上是符合的。

Ps:上面這個(gè)代碼有個(gè)小問(wèn)題，因?yàn)閠cp連接是字節(jié)流的，我們通過(guò)readAll方法從連接中讀取數(shù)據(jù)的是，只要瀏覽器上不主動(dòng)斷開(kāi)，會(huì)一直阻塞在readaALL上。。。

上面我們將收到的數(shù)據(jù)稍微整理下

• 請(qǐng)求行
• POST / HPPP/1.1
• 格式：方法 space URL space 版本 cr lf
• 首部
• Host: 127.0.0.1:8080
• Content-length: 0
• 格式：首部字段名 space 字段值 cr lf
• 正文部分
• 此處為空

上面首部中Content-length: 0可以說(shuō)是非常關(guān)鍵，他告訴了我們應(yīng)該要在兩個(gè) 后繼續(xù)讀取多少字節(jié)。

下面我們開(kāi)始來(lái)寫解析代碼，先是解析文件頭

然后我們?cè)俳馕鍪撞?/p>

解析完后，我們?cè)趯懛祷刂担祷貓?bào)文的格式放下：

下面是返回值的代碼：

完整的例子可以看GitHub上代碼，歡迎star

https://github.com/zhuanxuhit/go-in-practice/tree/master/wheel/http/v1

我們有了第一版http輪子后，我們能和前面介紹的輪子系列：rpc聯(lián)系起來(lái)，在rpc系列中，我們講了設(shè)計(jì)通信協(xié)議來(lái)傳遞消息，此處http是通過(guò)頭部的url+method的方法來(lái)表示我要調(diào)用服務(wù)端哪個(gè)方法，然后分割符是使用 ，連續(xù)兩個(gè) 表示后續(xù)是消息體，為了高速我們消息體的大小和格式，在header中必須指明content-type和content-length，這些都是在我們?cè)趯?shí)現(xiàn)http協(xié)議的時(shí)候遵循的。

那現(xiàn)在寫完最初版代碼，我們回過(guò)頭總結(jié)下我們之前做的rpc輪子，數(shù)據(jù)編碼采用了protobuf，然后基于tcp自己定義了一套消息協(xié)議，其實(shí)做的事情跟http/1.1是一樣的，我們完全可以在http通信的時(shí)候，將content-type設(shè)置為protobuf，然后通信雙方雙方能夠編解碼即可。

在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)如果用http1.1作為通信協(xié)議，有什么問(wèn)題呢？

1. 每次傳輸都要完整的http頭，浪費(fèi)帶寬
2. 每次一個(gè)http請(qǐng)求，一個(gè)request，response都要獨(dú)占一條tcp連接，不然不知道response對(duì)應(yīng)哪個(gè)request，影響實(shí)時(shí)性和并發(fā)性

那上面這兩點(diǎn)都是要解決的問(wèn)題，在http2.0中都有相應(yīng)的方案

1. 針對(duì)每次都需要傳輸http頭，通信雙方建立索引，后續(xù)傳輸只用索引
2. 針對(duì)連接占用，一條連接只能同時(shí)有一個(gè)請(qǐng)求-響應(yīng)，http2.0啟動(dòng)了多路復(fù)用，即允許一個(gè)連接同時(shí)發(fā)起多個(gè)請(qǐng)求

那怎么能做到一個(gè)連接同時(shí)發(fā)起多個(gè)請(qǐng)求呢？通信雙方就必須對(duì)每個(gè)請(qǐng)求進(jìn)行編碼，這樣不同的響應(yīng)就能和請(qǐng)求對(duì)應(yīng)上了。

具體可以看兩張圖：

HTTP 2.0 其實(shí)是將三個(gè)請(qǐng)求變成三個(gè)流，將數(shù)據(jù)分成幀，亂序發(fā)送到一個(gè)tcp連接中

通過(guò)stream對(duì)不同請(qǐng)求進(jìn)行區(qū)分，然后在將一個(gè)消息拆分為多個(gè)幀進(jìn)行發(fā)送。

那http2.0后，還能不能更快了呢？于是就有了QUIC協(xié)議，這個(gè)協(xié)議肯定是為了解決http2.0的某些問(wèn)題的。

1. 自定義連接機(jī)制：tcp連接三次握手慢，由于在移動(dòng)端，由于網(wǎng)絡(luò)從wifi到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)，必定會(huì)導(dǎo)致連接斷開(kāi)重連，再次需要3次握手，那我們就自定義連接機(jī)制，原先tcp一條連接是由4元素組成：分別是源 IP、源端口、目的 IP、目的端口，現(xiàn)在以一個(gè)64位隨機(jī)數(shù)來(lái)作為連接標(biāo)志，斷開(kāi)了也沒(méi)事，重新建立連接不需要3次握手了。
2. 自定義重傳機(jī)制：tcp是可靠連接，當(dāng)前面的數(shù)據(jù)編號(hào)沒(méi)有收到的時(shí)候，后面的數(shù)據(jù)即使收到了，也不會(huì)得到確認(rèn)，這就必須要重傳

重傳有個(gè)測(cè)不準(zhǔn)問(wèn)題，左邊是1.1，我們發(fā)現(xiàn)重發(fā)100編號(hào)的時(shí)候，如果后續(xù)收到應(yīng)答101，我們不知道這個(gè)是針對(duì)第一次100的應(yīng)答還是第二次重傳100的應(yīng)答，http2.0則定義了每次發(fā)送數(shù)據(jù)，編號(hào)都需要增加，然后通過(guò)offset來(lái)標(biāo)明數(shù)據(jù)的前后續(xù)關(guān)系。

1. 無(wú)阻塞多路復(fù)用：因?yàn)閠cp是面向字節(jié)流的可靠連接，所以數(shù)據(jù)之間是有依賴的，因此為了減少依賴，讓不同流之間真的能夠獨(dú)立，可以采用udp
2. 自定義流量控制：tcp的流量控制是通過(guò)滑動(dòng)窗口協(xié)議，udp也是滑動(dòng)窗口，而且是每個(gè)stream都有自己的窗口。

總結(jié)

首先本文基于tcp自己實(shí)現(xiàn)了http1.1的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)中發(fā)現(xiàn)這個(gè)通信協(xié)議和我們之前輪子系列文章rpc都是消息協(xié)議，只是對(duì)消息體的編碼格式不同而已。

接著我們?cè)谧约簩懙倪^(guò)程中發(fā)現(xiàn)了http1.1的種種問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題有了http2.0，繼而又有了QUIC。

分享標(biāo)題：帶你手?jǐn)]一個(gè)http服務(wù)器（帶源碼）
文章位置：http://www.js-pz168.com/news9/98659.html

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