關於Go語言的http/2伺服器功能及使用者端使用方法

前言

大家都知道，Go的標準庫HTTP伺服器預設支援HTTP/2。那麼，在這篇文章中，我們將首先展示Go的http/2伺服器功能，並解釋如何將它們作為使用者端使用。

在這篇文章中，我們將首先展示Go的http/2伺服器功能，並解釋如何將它們作為使用者端使用。Go的標準庫HTTP伺服器預設支援HTTP/2。

下面話不多說了，來一起看看詳細的介紹吧

HTTP/2 伺服器

首先，讓我們在Go中建立一個http/2伺服器！根據http/2檔案，所有東西都是為我們自動設定的，我們甚至不需要匯入Go的標準庫http2包：

HTTP/2強制使用TLS。為了實現這一點，我們首先需要一個私鑰和一個證書。在Linux上，下面的命令執行這個任務。

openssl req -newkey rsa:2048 -nodes -keyout server.key -x509 -days 365 -out server.crt

該命令將生成兩個檔案：server.key 以及 server.crt

現在，對於伺服器程式碼，以最簡單的形式，我們將使用Go的標準庫HTTP伺服器，並啟用TLS與生成的SSL檔案。

package main

import (
 "log"
 "net/http"
)
 
func main() {
 // 在 8000 埠啟動伺服器
 // 確切地說，如何執行HTTP/1.1伺服器。

 srv := &http.Server{Addr:":8000", Handler: http.HandlerFunc(handle)}
 // 用TLS啟動伺服器，因為我們執行的是http/2，它必須是與TLS一起執行。
 // 確切地說，如何使用TLS連線執行HTTP/1.1伺服器。
 log.Printf("Serving on https://0.0.0.0:8000")
 log.Fatal(srv.ListenAndServeTLS("server.crt", "server.key"))
}

func handle(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
 // 記錄請求協定
 log.Printf("Got connection: %s", r.Proto)
 // 向客戶傳送一條訊息
 w.Write([]byte("Hello"))
}

HTTP/2 使用者端

在go中，標準 http.Client 也用於http/2請求。惟一的區別是在使用者端的Transport欄位，使用 http2.Transport 代替 http.Transport。

我們生成的伺服器證書是「自簽名」的，這意味著它不是由一個已知的證書頒發機構（CA）簽署的。這將導致我們的使用者端不相信它：

package main

import (
 "fmt"
 "net/http"
)

const url = "https://localhost:8000"

func main() {
 _, err := http.Get(url)
 fmt.Println(err)
}

讓我們試著執行它：

$ go run h2-client.go 
Get https://localhost:8000: x509: certificate signed by unknown authority

在伺服器紀錄檔中，我們還將看到使用者端（遠端）有一個錯誤：

http: TLS handshake error from [::1]:58228: remote error: tls: bad certificate

為了解決這個問題，我們可以用客製化的TLS設定去設定我們的使用者端。我們將把伺服器證書檔案新增到使用者端「證書池」中，因為我們信任它，即使它不是由已知CA簽名的。

我們還將新增一個選項，根據命令列標誌在HTTP/1.1和HTTP/2傳輸之間進行選擇。

package main

import (
 "crypto/tls"
 "crypto/x509"
 "flag"
 "fmt"
 "io/ioutil"
 "log"
 "net/http"
 "golang.org/x/net/http2"
)
 
const url = "https://localhost:8000"

var httpVersion = flag.Int("version", 2, "HTTP version")

func main() {
 flag.Parse()
 client := &http.Client{}
 // Create a pool with the server certificate since it is not signed
 // by a known CA
 caCert, err := ioutil.ReadFile("server.crt")
 if err != nil {
 log.Fatalf("Reading server certificate: %s", err)
 }
 caCertPool := x509.NewCertPool()
 caCertPool.AppendCertsFromPEM(caCert)
 // Create TLS configuration with the certificate of the server
 tlsConfig := &tls.Config{
 RootCAs: caCertPool,
 }

 // Use the proper transport in the client
 switch *httpVersion {
 case 1:
 client.Transport = &http.Transport{
 TLSClientConfig: tlsConfig,
 }
 case 2:
 client.Transport = &http2.Transport{
 TLSClientConfig: tlsConfig,
 }
 }
 // Perform the request
 resp, err := client.Get(url)

 if err != nil {
 log.Fatalf("Failed get: %s", err)
 }
 defer resp.Body.Close()
 body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
 if err != nil {
 log.Fatalf("Failed reading response body: %s", err)
 }
 fmt.Printf(
 "Got response %d: %s %s\n",
 resp.StatusCode, resp.Proto, string(body)
 )
}

這一次我們得到了正確的迴應：

$ go run h2-client.go 
Got response 200: HTTP/2.0 Hello

在伺服器紀錄檔中，我們將看到正確的紀錄檔線：獲得連線：Got connection: HTTP/2.0!！
但是當我們嘗試使用HTTP/1.1傳輸時，會發生什麼呢？

$ go run h2-client.go -version 1
Got response 200: HTTP/1.1 Hello

我們的伺服器對HTTP/2沒有任何特定的東西，所以它支援HTTP/1.1連線。這對於向後相容性很重要。此外，伺服器紀錄檔表明連線是HTTP/1.1：Got connection: HTTP/1.1。

HTTP/2 高階特性

我們建立了一個HTTP/2客戶機-伺服器連線，並且我們正在享受安全有效的連線帶來的好處。但是HTTP/2提供了更多的特性，讓我們來研究它們！

伺服器推播

HTTP/2允許伺服器推播「使用給定的目標構造一個合成請求」。
這可以很容易地在伺服器處理程式中實現（在github上的檢視）：

func handle(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
 // Log the request protocol
 log.Printf("Got connection: %s", r.Proto)
 // Handle 2nd request, must be before push to prevent recursive calls.
 // Don't worry - Go protect us from recursive push by panicking.
 if r.URL.Path == "/2nd" {
 log.Println("Handling 2nd")
 w.Write([]byte("Hello Again!"))
 return
 }

 // Handle 1st request
 log.Println("Handling 1st")
 // Server push must be before response body is being written.
 // In order to check if the connection supports push, we should use
 // a type-assertion on the response writer.
 // If the connection does not support server push, or that the push
 // fails we just ignore it - server pushes are only here to improve
 // the performance for HTTP/2 clients.
 pusher, ok := w.(http.Pusher)

 if !ok {
 log.Println("Can't push to client")
 } else {
 err := pusher.Push("/2nd", nil)
  if err != nil {
 log.Printf("Failed push: %v", err)
 }
 }
 // Send response body
 w.Write([]byte("Hello"))
}

使用伺服器推播

讓我們重新執行伺服器，並測試客戶機。

對於HTTP / 1.1使用者端：

$ go run ./h2-client.go -version 1
Got response 200: HTTP/1.1 Hello

伺服器紀錄檔將顯示：

Got connection: HTTP/1.1Handling 1st
Can't push to client

HTTP/1.1使用者端傳輸連線產生一個 http.ResponseWriter 沒有實現http.Pusher，這是有道理的。在我們的伺服器程式碼中，我們可以選擇在這種客戶機的情況下該做什麼。

對於HTTP/2客戶：

go run ./h2-client.go -version 2
Got response 200: HTTP/2.0 Hello

伺服器紀錄檔將顯示：

Got connection: HTTP/2.0Handling 1st
Failed push: feature not supported

這很奇怪。我們的HTTP/2傳輸的使用者端只得到了第一個「Hello」響應。紀錄檔表明連線實現了 http.Pusher 介面——但是一旦我們實際呼叫 Push() 函數——它就失敗了。

排查發現，HTTP/2使用者端傳輸設定了一個HTTP/2設定標誌，表明推播是禁用的。

因此，目前沒有選擇使用Go客戶機來使用伺服器推播。

作為一個附帶說明，google chrome作為一個使用者端可以處理伺服器推播。

伺服器紀錄檔將顯示我們所期望的，處理程式被呼叫兩次，路徑 / 和 /2nd，即使客戶實際上只對路徑 /：

Got connection: HTTP/2.0Handling 1st
Got connection: HTTP/2.0Handling 2nd

全雙工通訊

Go HTTP/2演示頁面有一個echo範例，它演示了伺服器和客戶機之間的全雙工通訊。

讓我們先用CURL來測試一下：

$ curl -i -XPUT --http2 https://http2.golang.org/ECHO -d hello
HTTP/2 200 
content-type: text/plain; charset=utf-8
date: Tue, 24 Jul 2018 12:20:56 GMT

HELLO

我們把curl設定為使用HTTP/2，並將一個PUT/ECHO傳送給「hello」作為主體。伺服器以「HELLO」作為主體返回一個HTTP/2 200響應。但我們在這裡沒有做任何複雜的事情，它看起來像是一個老式的HTTP/1.1半雙工通訊，有不同的頭部。讓我們深入研究這個問題，並研究如何使用HTTP/2全雙工功能。

伺服器實現

下面是HTTP echo處理程式的簡化版本（不使用響應）。它使用 http.Flusher 介面，HTTP/2新增到http.ResponseWriter。

type flushWriter struct {
 w io.Writer
}

func (fw flushWriter) Write(p []byte) (n int, err error) {
 n, err = fw.w.Write(p)
 // Flush - send the buffered written data to the client
 if f, ok := fw.w.(http.Flusher); ok {
 f.Flush()
 }
  return
}

func echoCapitalHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
 // First flash response headers
 if f, ok := w.(http.Flusher); ok {
 f.Flush()
 }
 // Copy from the request body to the response writer and flush
 // (send to client)
 io.Copy(flushWriter{w: w}, r.Body)
}

伺服器將從請求正文讀取器複製到寫入ResponseWriter和 Flush() 的「沖洗寫入器」。同樣，我們看到了笨拙的型別斷言樣式實現，沖洗操作將緩衝的資料傳送給客戶機。

請注意，這是全雙工，伺服器讀取一行，並在一個HTTP處理程式呼叫中重複寫入一行。

GO使用者端實現

我試圖弄清楚一個啟用了HTTP/2的go使用者端如何使用這個端點，並行現了這個Github問題。提出了類似於下面的程式碼。

const url = "https://http2.golang.org/ECHO"

func main() {
  // Create a pipe - an object that implements `io.Reader` and `io.Writer`. 
  // Whatever is written to the writer part will be read by the reader part.

  pr, pw := io.Pipe() 
  // Create an `http.Request` and set its body as the reader part of the
  // pipe - after sending the request, whatever will be written to the pipe,
  // will be sent as the request body.  // This makes the request content dynamic, so we don't need to define it
  // before sending the request.
 req, err := http.NewRequest(http.MethodPut, url, ioutil.NopCloser(pr))

 if err != nil {
 log.Fatal(err)
 }
 
  // Send the request
 resp, err := http.DefaultClient.Do(req) if err != nil {
   log.Fatal(err)
   }
 log.Printf("Got: %d", resp.StatusCode) 
 // Run a loop which writes every second to the writer part of the pipe
 // the current time.
 go func() { for { 
 time.Sleep(1 * time.Second)
 fmt.Fprintf(pw, "It is now %v\n", time.Now())
 }
 }() 

  // Copy the server's response to stdout.
 _, err = io.Copy(os.Stdout, res.Body)

 log.Fatal(err)
}

總結

Go支援與伺服器推播和全雙工通訊的HTTP/2連線，這也支援HTTP/1.1與標準庫的標準TLS伺服器的連線——這太不可思議了。對於標準的庫HTTP使用者端，它不支援伺服器推播，但是支援標準庫的標準HTTP的全雙工通訊。以上就是本篇的內容，大家有什麼疑問可以在文章下面留言溝通。

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