Node.js 之 HTTP實現詳細分析（下）

分針網每日分享：Node.js 之 HTTP實現詳細分析（下）

 

Node.js 之 HTTP實現詳細分析（上）講了node代碼思路分析，還講了一下事件。這篇繼續讓咱們瞭解一下node。

 

1. Expect頭

 

若是客戶端在發送POST請求以前，因爲傳輸的數據量比較大，指望向服務器確認請求是否能被處理；這種狀況下，能夠先發送一個包含頭Expect:100-continue的http請求。若是服務器能處理此請求，則返回響應狀態碼100（Continue）；不然，返回417（Expectation Failed）。默認狀況下，Node.js會自動響應狀態碼100；同時，http.Server會觸發事件checkContinue和checkExpectation來方便咱們作特殊處理。具體規則是：當服務器收到頭字段Expect時：若是其值爲100-continue，會觸發checkContinue事件，默認行爲是返回100；若是值爲其它，會觸發checkExpectation事件，默認行爲是返回417。

 

例如，咱們經過curl發送HTTP請求：

 

curl -vs --header "Expect:100-continue" http://localhost:3333

 

交互過程以下

 

> GET / HTTP/1.1

> Host: localhost:3333

> User-Agent: curl/7.49.1

> Accept: */*

> Expect:100-continue

>

< HTTP/1.1 100 Continue

< HTTP/1.1 200 OK

< Date: Mon, 03 Apr 2017 14:15:47 GMT

< Connection: keep-alive

< Content-Length: 11

<

 

咱們接收到2個響應，分別是狀態碼100和200。前一個是Node.js的默認行爲，後一個是應用程序代碼行爲。

 

2. HTTP代理

 

在實際開發時，用到http代理的機會仍是挺多的，好比，測試說線上出bug了，觸屏版頁面顯示有問題；咱們通常第一時間會去看api返回是否正常，這個時候在手機上設置好代理就能輕鬆捕獲HTTP請求了。老牌的代理工具備fiddler，charles。其實，nodejs下也有，例如node-http-proxy，anyproxy。基本思路是監聽request事件，當客戶端與代理創建HTTP鏈接以後，代理會向真正請求的服務器發起鏈接，而後把兩個套接字的流綁在一塊兒。咱們能夠實現一個簡單的代理服務器：

 

var http = require('http');

var url = require('url');

 

http .createServer((req, res) => {

// request回調函數

console .log(`proxy request: ${req.url}`);

var urlObj = url.parse(req.url);

var options = {

hostname : urlObj.hostname,

port : urlObj.port || 80,

path : urlObj.path,

method : req.method,

headers : req.headers

};

// 向目標服務器發起請求

var proxyRequest = http.request(options, (proxyResponse) => {

// 把目標服務器的響應返回給客戶端

res .writeHead(proxyResponse.statusCode, proxyResponse.headers);

proxyResponse .pipe(res);

}).on('error', () => {

res .end();

});

// 把客戶端請求數據轉給中間人請求

req .pipe(proxyRequest);

}).listen(8089, '0.0.0.0');

 

驗證下是否真的起做用，curl經過代理服務器訪問咱們的「hello world」版Node.js服務器：

 

curl -x http://192.168.132.136:8089 http://localhost:3333/

 

優化策略

 

Node.js在實現HTTP服務器時，除了利用高性能的http-parser，自身也作了些性能優化。

 

1. http_parser對象緩存池

 

http-parser對象處理完一個請求以後不會被當即釋放，而是被放入緩存池（/lib/internal/freelist），最多緩存1000個http-parser對象。

 

2. 預設HTTP頭總數

 

HTTP協議規範並無限定能夠傳輸的HTTP頭總數上限，http-parser爲了不動態分配內存，設定上限默認值是32。其餘web服務器實現也有相似設置；例如，apache能處理的HTTP請求頭默認上限（LimitRequestFields）是100。若是請求消息中頭字段真超過了32個，Node.js也能處理，它會把已經解析的頭字段經過事件kOnHeaders保存到JavaScript這邊而後繼續解析。 若是頭字段不超過32個，http-parser會直接處理完並觸發on_headers_complete一次性傳遞全部頭字段；因此咱們在利用Node.js做爲web服務器時，應儘可能把頭字段控制在32個以內。

 

3. 過載保護

 

理論上，Node.js容許的同時鏈接數只與進程能夠打開的文件描述符上限有關。可是隨着鏈接數愈來愈多，佔用的系統資源也愈來愈多，頗有可能連正常的服務都沒法保證，甚至可能拖垮整個系統。這時，咱們能夠設置http.Server的maxConnections，若是當前併發量大於服務器的處理能力，則服務器會自動關閉鏈接。另外，也能夠設置socket的超時時間爲可接受的最長響應時間。

 

性能實測

 

爲了簡單分析下Node.js引入的開銷，如今基於libuv和http_parser編寫一個純C的HTTP服務器。基本思路是，在默認事件循環隊列上監聽指定TCP端口；若是該端口上有請求到達，會在隊列上插入一個一個的任務；當這些任務被消費時，會執行connection_cb。見核心代碼片斷：

 

int main() {

// 初始化uv事件循環

loop = uv_default_loop();

uv_tcp_t server ;

struct sockaddr_in addr ;

// 指定服務器監聽地址與端口

uv_ip4_addr("192.168.132.136", 3333, &addr);

 

// 初始化TCP服務器，並與默認事件循環綁定

uv_tcp_init(loop, &server);

// 服務器端口綁定

uv_tcp_bind(&server, (const struct sockaddr*)&addr, 0);

// 指定鏈接處理回調函數connection_cb

// 256爲TCP等待隊列長度

int r = uv_listen((uv_stream_t*)&server, 256, connection_cb);

 

// 開始處理默認時間循環上的消息

// 若是TCP報錯，事件循環也會自動退出

return uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);

}

 

connection_cb調用uv_accept會負責與發起請求的客戶端實際創建套接字，並註冊流操做回調函數read_cb：

 

void connection_cb(uv_stream_t* server, int status) {

uv_tcp_t * client = (uv_tcp_t*)malloc(sizeof(uv_tcp_t));

uv_tcp_init(loop, client);

// 與客戶端創建套接字

uv_accept(server, (uv_stream_t*)client);

uv_read_start((uv_stream_t*)client, alloc_buffer, read_cb);

}

 

上文中read_cb用於讀取客戶端請求數據，併發送響應數據：

 

void read_cb(uv_stream_t* stream, ssize_t nread, const uv_buf_t* buf) {

if (nread > 0) {

memcpy(reqBuf + bufEnd, buf->base, nread);

bufEnd += nread;

free(buf->base);

// 驗證TCP請求數據是不是合法的HTTP報文

http_parser_execute(parser, &settings, reqBuf, bufEnd);

uv_write_t * req = (uv_write_t*)malloc(sizeof(uv_write_t));

uv_buf_t * response = malloc(sizeof(uv_buf_t));

// 響應HTTP報文

response ->base = "HTTP/1.1 200 OK\r\nConnection:close\r\nContent-Length:11\r\n\r\nhello world\r\n\r\n";

response ->len = strlen(response->base);

uv_write(req, stream, response, 1, write_cb);

} else if (nread == UV_EOF) {

uv_close((uv_handle_t*)stream, close_cb);

}

}

 

所有源碼請參見simple HTTP server。咱們使用apache benchmark來作壓力測試：併發數爲5000，總請求數爲100000。

 

ab -c 5000 -n 100000 http://192.168.132.136:3333/

 

測試結果以下： 0.8秒（C） vs  5秒（Node.js）

 

 

 

咱們再看看內存佔用，0.6MB（C） vs  51MB（Node.js）

 

 

 

Node.js雖然引入了一些開銷，可是從代碼實現行數上確實要簡潔不少。

 

  本文轉自： http://www.f-z.cn/id/288