Detaillierte Einführung in die http-Implementierung in NODEJS

Dieser Artikel stellt hauptsächlich den technischen Prozess und die detaillierte Analyse der http-Implementierung von NODEJS vor. Freunde, die ihn benötigen, können darauf verweisen.

1. Vorwort

Das HTTP-Protokoll ist derzeit das am weitesten verbreitete Netzwerkprotokoll im Internet, und es ist auch dasjenige, das Front-End ER hat den meisten Kontakt mit. Durch das Lesen der Implementierung des http-Moduls in nodejs können Sie ein tieferes Verständnis des HTTP-Protokolls erlangen. Das HTTP-Protokoll ist ein Protokoll der Anwendungsschicht, das auf dem TCP-Protokoll basiert und dessen Implementierung untrennbar mit der TCP/IP-Protokollfamilie verbunden ist. Was die Code-Implementierung betrifft, hängt das http-Modul vom net-Modul ab.

Wie in der folgenden Abbildung gezeigt: In NodeJS überträgt http Daten über das Netzmodul und verlässt sich nach dem Abrufen der Daten auf HTTP_PARSER, um die Daten zu analysieren.

2. Quellcode

Einen HTTP-Dienst starten

Das Starten eines HTTP-Dienstes in nodejs ist sehr einfach, einfach instanziieren ein Server-Objekt und lauscht auf einen bestimmten Port:

const Server = require('./libs/http').Server
const server = new Server( function(req, res) { 
 res.writeHead(200)
 res.end('hello world')
})
server.listen(9999)

SERVER-Klasse

Die Server-Klasse erbt von net.Server und lauscht auf das Ereignis „Verbindung“.

In der Serverklasse werden zwei Hauptaufgaben erledigt: 1. Initialisieren Sie das NET-Modul und richten Sie die TCP-Netzwerküberwachung ein. 2. Überwachen Sie das eigene Anforderungsereignis.

Wenn die Clientanforderung eintrifft, Server Die Instanz hört zunächst das Ereignis „connection“ ab, stellt eine TCP-Verbindung her und stellt das Socket-Objekt im ConnectionListener bereit. Als nächstes interagiert das HTTP-Modul mit dem Client über das Socket-Objekt.

Wenn eine Anfrage eintrifft, löst der Server sein eigenes Anfrageereignis aus und ruft die requestListener-Methode auf, bei der es sich um die Rückruffunktion handelt, die beim Erstellen der Serverinstanz übergeben wurde.

new Server( function(req, res) { 
 res.writeHead(200)
 res.end('hello world')
})

Hinweis: Das Socket-Objekt ähnelt einer Implementierung des TCP-Protokolls, über das Daten mit dem Client ausgetauscht werden können. Hinweis: In der ConnectionListener-Funktion wird auch die Parser-Instanz initialisiert und eine onIncoming-Funktion daran gebunden. HTTP-Parser
Der gesamte Parsing-Prozess wird im ConnectionListener ausgeführt, und der Socket erhält die von TCP über das Ereignis „Daten“ übertragenen Daten.

Wenn der Socket die Daten erhält, wird er zuerst empfangen Analysieren Sie die Daten, das heißt: parser.excute (), das Analysetool ist Parser. Es ist erwähnenswert, dass der Autor den Parser zur Wiederverwendung aus einem „FreeList-Pool“ bezogen hat.

...
const parser = parsers.alloc() 
...
connectionListener（socket） { 
  socket.on('data', socketOnData)

  // TCP推入数据，parser进行解析
  function socketOnData(d) {
    ...
    const ret = parser.execute(d)
    ...
  }
}

1. Wenn TCP-Daten eintreffen, führen Sie zuerst „execute()“ aus

2. Den Hinweisen folgend haben wir festgestellt, dass parser.excute Excute (node_http_parser.cc) ist. Excute ist nur ein Outsourcing, und die spezifische Arbeit wird von http_parser_excute (http_parser.c) erledigt.

node_http_parser.cc ist nur ein Wrapper für http_parser.c. http_parser.c verlässt sich auf die 7 extern bereitgestellten periodischen Rückruffunktionen, um mit node_http_parser.cc für Daten zu interagieren.

3. http_parser.c hat nur zwei Arten von Rückrufen: HTTP_CB und HTTP_DATA_CB. Durch Überladung werden 8 periodische Funktionen in diesen beiden Funktionstypen registriert, wie unten gezeigt:

4. Obwohl http_parser 8 Rückruffunktionen registriert, stellt node_http_parser.cc der Außenwelt nur vier Zyklen zur Verfügung:

parserOnHeaders

parserOnHeadersComplete

parserOnBody

parserOnMessageComplete

5. Wenn http_parser.c nach on_headers_complete analysiert, führen Sie die Rückruffunktion HTTP_CB( on_headers_complete) aus. Wie in der Abbildung gezeigt:

Die kOnHeadersComplete-Rückruffunktion wird innerhalb der Funktion ausgeführt, das heißt: parserOnHeadersComplete-Funktion (common.js)

6. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt die Analyse des Anforderungsheaders Im Wesentlichen abgeschlossen, und erstellen Sie dann eine Instanz von IncomingMessage und wickeln Sie dann die Anforderungsheaderdaten in die Instanz ein.
Führen Sie die Rückruffunktion onIncoming aus und übergeben Sie die erhaltene IncomingMessage-Instanz als Parameter.

function parserOnHeadersComplete (versionMajor, versionMinor, headers, method, url, statusCode, statusMessage, upgrade, shouldKeepAlive) { 
  ...
  parser.incoming = new IncomingMessage(parser.socket)
  parser.incoming.httpVersionMajor = versionMajor
  parser.incoming.httpVersionMinor = versionMinor
  parser.incoming.httpVersion = versionMajor + '.' + versionMinor
  parser.incoming.url = url
  ...
  skipBody = parser.onIncoming(parser.incoming, shouldKeepAlive)

}

7. Erstellen Sie in parserOnIncoming eine ServerResponse-Instanz.

Verfügt über zwei Instanzen von req und res und löst dann das vom Server überwachte Anforderungsereignis aus.

Wenn der Server instanziiert wird, wird requestListener als Funktionsparameter verwendet, um auf das Anforderungsereignis zu warten.

8. Zurück zum Zeitpunkt der Servererstellung:

const server = new Server( function(req, res) { 
  var data = ''
  req.on('data', function(chunk){
    console.log('chunk: ' + chunk)
    data += chunk;
  })
  res.writeHead(200)
  res.end('hello world')
})

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Anforderungsereignis ausgelöst wird, nachdem http_parser den Header analysiert hat.

Wo sollen die Körperdaten platziert werden? Tatsächlich werden die Körperdaten im Stream platziert, bis der Benutzer das Datenereignis verwendet, um die Daten zu empfangen. Mit anderen Worten: Wenn die Anfrage ausgelöst wird, wird der Textkörper nicht analysiert.

3. Prozesssortierung

Die komplette http-Anfrage sieht so aus: - Der Client initiiert eine HTTP-Anfrage und löst zunächst das Verbindungsereignis aus Stellen Sie auf der Serverseite eine TCP-Verbindung her.

Nach dem Empfang des Verbindungsereignisses stellt der Server eine TCP-Verbindung her, macht den Socket verfügbar und lauscht über den Socket auf das „Daten“-Ereignis. Er initialisiert den http-Parser, um sich auf die anschließende Analyse der Daten vorzubereiten.

HTTP-Anforderungsdaten erreichen den Server und der Parser führt die Ausführungsmethode zum Parsen aus. Nachdem der Anforderungsheader erfolgreich analysiert wurde, wird das Anforderungsereignis durch einen Rückruf ausgelöst.

Zu diesem Zeitpunkt haben wir die Anfrage für diese http-Anfrage in der Server-Callback-Funktion erhalten

4. Fazit

Da viele der zugrunde liegenden Bibliotheken von nodejs in C++/C geschrieben sind, ist dies beim Lesen und Debuggen sehr umständlich. Als ich den Quellcode selbst las, konzentrierte ich mich nur auf den JS-Teil des Quellcodes. Beispielsweise werden die Implementierungsdetails des Drei-Wege-Handshakes und der Vier-Wege-Welle von TCP nicht näher erläutert. Die obige Analyse beinhaltet nicht die Analyse von http-Body. Bei Netzwerkanforderungen mit Body ist die tatsächliche Situation komplizierter und einige Details sind nicht vollständig verstanden. Wenn ich das nächste Mal zusammenfasse und teile, werde ich mein Bestes geben, um alle fehlenden Details zu ergänzen.

Ich habe das Obige für Sie zusammengestellt und hoffe, dass es Ihnen in Zukunft hilfreich sein wird.

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