netty系列之:效能為王!建立多路複用http2伺服器

flydean發表於2021-12-14
NettyHTTP伺服器

簡介

在之前的文章中，我們提到了在netty的客戶端通過使用Http2FrameCodec和Http2MultiplexHandler可以支援多路複用，也就是說在一個連線的channel基礎上建立多個子channel，通過子channel來處理不同的stream，從而達到多路複用的目的。

既然客戶端可以做到多路複用，同樣的伺服器端也可以，今天給大家介紹一下如何在netty的伺服器端打造一個支援http2協議的多路複用伺服器。

多路複用的基礎

netty中對於http2多路複用的基礎類是Http2FrameCodec、Http2MultiplexHandler和Http2MultiplexCodec。

Http2FrameCodec是將底層的HTTP/2 frames訊息對映成為netty中的Http2Frame物件。

有了Http2Frame物件就可以通過Http2MultiplexHandler對新建立的stream開啟不同的channel。

Http2MultiplexCodec是Http2FrameCodec和Http2MultiplexHandler的結合體，但是已經不再被推薦使用了。

因為Http2FrameCodec繼承自Http2ConnectionHandler，而Http2MultiplexHandler繼承自Http2ChannelDuplexHandler，所以這兩個類可以同時在客戶端和伺服器端使用。

客戶端使用Http2FrameCodecBuilder.forClient().build()來獲得Http2FrameCodec，而伺服器端通過Http2FrameCodecBuilder.forServer().build()來獲得Http2FrameCodec。

多路複用在server端的使用

配置TLS處理器

對於伺服器端，同樣需要處理TLS和普通clear text兩種情況。對於TLS來說，我們需要自建ProtocolNegotiationHandler繼承自ApplicationProtocolNegotiationHandler，然後實現configurePipeline方法，在其中分別處理http2和http1.1的連線：

    protected void configurePipeline(ChannelHandlerContext ctx, String protocol) {
        if (ApplicationProtocolNames.HTTP_2.equals(protocol)) {
            //新增多路複用支援
            ctx.pipeline().addLast(Http2FrameCodecBuilder.forServer().build());
            ctx.pipeline().addLast(new Http2MultiplexHandler(new CustMultiplexHttp2Handler()));
            return;
        }

        if (ApplicationProtocolNames.HTTP_1_1.equals(protocol)) {
            ctx.pipeline().addLast(new HttpServerCodec(),
                                   new HttpObjectAggregator(MAX_CONTENT_LENGTH),
                                   new CustHttp1Handler("ALPN Negotiation"));
            return;
        }

        throw new IllegalStateException("未知協議: " + protocol);
    }

首先新增Http2FrameCodec，然後新增Http2MultiplexHandler。因為Http2MultiplexHandler已經封裝了多路複用的細節，所以自定義的handler只需要實現正常的訊息處理邏輯即可。

因為Http2FrameCodec已經對訊息進行了轉換成為HTTP2Frame物件，所以只需要處理具體的Frame物件：

    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        if (msg instanceof Http2HeadersFrame) {
            onHeadersRead(ctx, (Http2HeadersFrame) msg);
        } else if (msg instanceof Http2DataFrame) {
            onDataRead(ctx, (Http2DataFrame) msg);
        } else {
            super.channelRead(ctx, msg);
        }
    }

配置clear text upgrade

對於h2c的升級來說，需要向pipline中傳入sourceCodec和upgradeHandler兩個處理器。

sourceCodec可以直接使用HttpServerCodec。

upgradeHandler可以使用HttpServerUpgradeHandler。

HttpServerUpgradeHandler的建構函式需要傳入一個sourceCodec和一個upgradeCodecFactory。

sourceCodec我們已經有了，再構造一個upgradeCodecFactory即可：

    private static final UpgradeCodecFactory upgradeCodecFactory = protocol -> {
        if (AsciiString.contentEquals(Http2CodecUtil.HTTP_UPGRADE_PROTOCOL_NAME, protocol)) {
            return new Http2ServerUpgradeCodec(
                    Http2FrameCodecBuilder.forServer().build(),
                    new Http2MultiplexHandler(new CustMultiplexHttp2Handler()));
        } else {
            return null;
        }
    };

從程式碼中可以看出，upgradeCodecFactory內部又呼叫了Http2FrameCodec和Http2MultiplexHandler。這和使用TLS的處理器是一致的。

        final ChannelPipeline p = ch.pipeline();
        final HttpServerCodec sourceCodec = new HttpServerCodec();
        p.addLast(sourceCodec);
        p.addLast(new HttpServerUpgradeHandler(sourceCodec, upgradeCodecFactory));

總結

通過上述方式，就可以建立出支援多路複用的http2 netty伺服器了。

本文的例子可以參考：learn-netty4

本文已收錄於 http://www.flydean.com/33-netty-multiplex-http2server/

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