C++ 实现高性能HTTP客户端

一、什么是Http Client

Http协议，是全互联网共同的语言，而Http Client，可以说是我们需要从互联网世界获取数据的最基本方法，它本质上是一个URL到一个网页的转换过程。而有了基本的Http客户端功能，再搭配上我们想要的规则和策略，上至内容检索下至数据分析都可以实现了。

继上一次介绍用Workflow可以10行c++代码实现高性能HTTP服务，今天继续给大家用C++实现一个高性能的Http客户端也同样很简单！

// [http_client.cc]
#include "stdio.h"
#include "workflow/HttpMessage.h"
#include "workflow/WFTaskFactory.h"

int main (int arGC, char *argv[])
{
    const char *url = "https://GitHub.com/soGou/workflow";
    WFHttpTask *task = WFTaskFactory::create_http_task (url, 2, 3,
            [](WFHttpTask * task) { 
                fprintf(stderr, "%s %s %s\r\n",
                        task->get_resp()->get_http_version(),
                        task->get_resp()->get_status_code(),
                        task->get_resp()->get_reason_phrase());
    });
    task->start();
    getchar(); // press "Enter" to end.
    return 0;
}

只要安装好了Workflow，以上代码即可以通过以下命令编译出一个简单的http_client：

g++ -o http_client http_client.cc --std=c++11 -lworkflow -lssl -lcrypto -lpthread

根据Http协议，我们执行这个可执行程序 ./http_client，就会得到以下内容：

HTTP/1.1 200 OK

同理，我们还可以通过其他api来获得返回的其他Http header和Http body，一切内容都在这个 WFHttpTask 中。而因为Workflow是个异步调度框架，因此这个任务发出之后，不会阻塞当前线程，外加内部自带的连接复用，从根本上保证了我们的Http Client的高性能。

接下来给大家详细讲解一下原理～

二、请求的过程

1. 创建Http任务

上述demo可以看到，请求是通过发起一个Workflow的Http异步任务来实现的，创建任务的接口如下：

WFHttpTask *create_http_task(const std::string& url,
                             int redirect_max, int retry_max,
                             http_callback_t callback);

第一个参数就是我们要请求的URL。对应的，在一开始的示例中，我们的重定向次数redirect_max是2次，而重试次数retry_max是3次。第四个参数是一个回调函数，示例中我们用了一个lambda，由于Workflow的任务都是异步的，因此我们处理结果这件事情是被动通知我们的，结果回来就会调起这个回调函数，格式如下：

using http_callback_t = std::function<void (WFHttpTask *)>;

2. 填写header并发出

我们的网络交互无非是请求-回复，对应到Http Client上，在我们创建好了task之后，我们有一些时机是处理请求的，在Http协议里，就是在header里填好协议相关的事情，比如我们可以通过Connection来指定希望得到建立Http的长连接，以节省下次建立连接的耗时，那么我们可以把Connection设置为Keep-Alive。示例如下：

protocol::HttpRequest *req = task->get_req();
req->add_header_pair("Connection", "Keep-Alive");
task->start();

最后我们会把设置好请求的任务，通过 task->start(); 发出。最开始的 http_client.cc 示例中，有一个 getchar(); 语句，是因为我们的异步任务发出后是非阻塞的，当前线程不暂时停住就会退出，而我们希望等到回调函数回来，因此我们可以用多种暂停的方式。

3. 处理返回结果

一个返回结果，根据Http协议，会包含三部分：消息行、消息头header、消息正文body。如果我们想要获取body，可以这样：

const void *body;
size_t body_len;
task->get_resp()->get_parsed_body(&body, &body_len); 

三、高性能的基本保证

我们使用C++来写Http Client，最香的就是可以利用其高性能。Workflow对高并发是如何保证的呢？其实就两点：

纯异步；

连接复用；

前者是对线程资源的重复利用、后者是对连接资源的重复利用，这些框架层级都为用户管理好了，充分减少开发者的心智负担。

1. 异步调度模式

同步和异步的模式直接决定了我们的Http Client可以有多大的并发度。为什么呢？通过下图可以先看看同步框架发起三个Http任务，线程模型是怎样的：

网络延迟往往非常大，如果我们在同步等待任务回来的话，线程就会一直被占用。这时候我们需要看看异步框架是如何实现的：

如图所示，只要任务发出之后，线程即可做其他事情，我们传入了一个回调函数做异步通知，因此等任务的网络回复收完之后，再让线程执行这个回调函数即可拿到Http请求的结果，期间多个任务并发出去的时候，线程是可以复用的，轻松达到几十万的QPS并发度。

2. 连接复用

我们刚才有提到，只要我们建立了长连接，即可提高效率。为什么呢？因为框架对连接有复用。我们先来看看如果一个请求就建立一个连接，会是什么样的情况：

很显然，占用大量的连接是对系统资源的浪费，而且每次都要做connect以及close是非常耗时的，除了TCP常见的握手以外，许多应用层协议建立连接的过程也会相对复杂。但使用Workflow就不会有这样的烦恼，Workflow会在任务发出的时候自动查找当前可以复用的连接，如果没有才会自动创建，完全不需要开发者关心连接如何复用的细节：

3. 解锁其他功能

当然，除了以上的高性能以外，一个高性能的Http Client往往还有许多其他的需求，这里可以结合实际情况与大家分享：

• 1.结合workflow的串并联任务流，实现超大规模并行抓取；
• 2.按顺序或者按指定速度请求某个站点的内容，避免请求过猛被封禁；
• 3.Http Client遇到redirect可以自动帮我做跳转，一步到位请求到最终结果；
• 4.希望通过proxy代理访问HTTP与HTTPS资源；

以上这些需求，要求框架对于Http任务的编排有超高的灵活性，以及对实际需求（比如redirect、ssl代理等功能）有非常接地气的支持，这些Workflow都已经实现。

项目地址

https://github.com/sogou/workflow

到此这篇关于C++ 实现高性能HTTP客户端的文章就介绍到这了,更多相关C++ 实现HTTP客户端内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！