关于netty:netty系列之netty对http2消息的封装

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无论是什么协定，如果要真正被应用的话，须要将该协定转换成为对应的语言才好真正的进行利用，本文将从 http2 音讯的构造登程，探讨一下 netty 对 http2 音讯的封装，带大家领略一下真正的框架应该做到什么水平。

http2 和 http1.1 不同的是它应用了新的二进制分帧，通过客户端和服务器端建设数据流 steam 来进行客户端和服务器端之间音讯的交互。其中数据流是一个双向字节流，用来发送一条或者多条音讯。

音讯是客户端和服务端发送的一个逻辑上残缺的数据。依据数据大小的不同，能够将音讯划分为不同的帧 Frame。也就是说 message 是由不同的 frame 组成的。

frame 就是 http2 中进行通信的最小单位，依据上一节的介绍，咱们晓得 frame 有这样几种：

DATA frame
HEADERS frame
PRIORITY frame
RST_STREAM frame
SETTINGS acknowledgment frame
SETTINGS frame
PING frame
PING acknowledgment
PUSH_PROMISE frame
GO_AWAY frame
WINDOW_UPDATE frame
Unknown Frame

咱们看一下 http2 中 stream 和 frame 的一个大体的构造：

在 http2 中，一个 TCP 连贯，能够承载多个数据流 stream，多个 stream 中的不同 frame 能够交织发送。

每个 frame 通过 stream id 来标记其所属的 stream。

有了下面的 http2 的基本概念，咱们接下来就看下 netty 对 http2 的封装了。

作为一个 TCP 连贯上面的最大的单位 stream，netty 中提供了接口 Http2Stream。留神，Http2Stream 是一个接口，它有两个实现类，别离是 DefaultStream 和 ConnectionStream。

Http2Stream 中有两个十分重要的属性，别离是 id 和 state。

id 后面曾经介绍了，是 stream 的惟一标记。这里要留神由客户端建设的 Stream ID 必须是奇数，而由服务端建设的 Stream ID 必须是偶数。另外 Stream ID 为 0 的流有非凡的作用，它是 CONNECTION_STREAM_ID，1 示意 HTTP_UPGRADE_STREAM_ID。

state 示意 stream 的状态，具体而言，stream 有上面几个状态：

        IDLE(false, false),
        RESERVED_LOCAL(false, false),
        RESERVED_REMOTE(false, false),
        OPEN(true, true),
        HALF_CLOSED_LOCAL(false, true),
        HALF_CLOSED_REMOTE(true, false),
        CLOSED(false, false);

为什么状态须要辨别 local 和 remote 呢？这是因为 stream 连贯的两端，所以有两端的状态。

和 stream 状态绝对应的就是 http2 的生命周期了。netty 提供了 Http2LifecycleManager 来示意对 http2 生命周期的治理：

    void closeStreamLocal(Http2Stream stream, ChannelFuture future);
    void closeStreamRemote(Http2Stream stream, ChannelFuture future);
    void closeStream(Http2Stream stream, ChannelFuture future);
    ChannelFuture resetStream(ChannelHandlerContext ctx, int streamId, long errorCode,
            ChannelPromise promise);
    ChannelFuture goAway(ChannelHandlerContext ctx, int lastStreamId, long errorCode,
            ByteBuf debugData, ChannelPromise promise);
    void onError(ChannelHandlerContext ctx, boolean outbound, Throwable cause);

别离是敞开 stream，重置 stream，回绝新建 stream：goAway，和解决出错状态这几种。

stream 之后，就是实在承载 http2 音讯的 Http2Frame 了。在 netty 中，Http2Frame 是一个接口，它有很多具体的实现。

Http2Frame 的间接子类包含 HTTP2GoAwayFrame、HTTPPingFrame、Http2SettingsFrame 和 HTTP2SettingsAckFrame。

其中 goAway 示意不承受新的 stream，ping 用来进行心跳检测。SETTINGS 用来批改连贯或者 Stream 流的配置。

netty 中专门有一个 Http2Settings 类和其对应。

在这个类中定义了一些特地的 setting 名字：

SETTINGS 名字	含意
SETTINGS_HEADER_TABLE_SIZE	对端索引表的最大尺寸
SETTINGS_ENABLE_PUSH	是否启用服务器推送性能
SETTINGS_MAX_CONCURRENT_STREAMS	接收端容许的最大并发 Stream 数量
SETTINGS_INITIAL_WINDOW_SIZE	发送端的窗口大小，用于 Stream 级别流控
SETTINGS_MAX_FRAME_SIZE	设置帧的最大大小
SETTINGS_MAX_HEADER_LIST_SIZE	对端头部索引表的最大尺寸

除了下面讲的 4 个 frame 之外，其余的 frame 实现都继承自 Http2StreamFrame, 具体而言有 PriorityFrame,ResetFrame,HeadersFrame,DataFrame,WindowUpdateFrame,PushPromiseFrame 和 UnknownFrame。

各个 frame 别离代表了不同的性能。这里最重要的就是 Http2HeadersFrame 和 Http2DataFrame。

Http2HeadersFrame 次要是客户端发送给服务器端的 http2 申请。

具体而言除了规范的 http1.1 的 header 之外，http2 还反对上面的 header：

      METHOD(":method", true),

        SCHEME(":scheme", true),

        AUTHORITY(":authority", true),

        PATH(":path", true),

        STATUS(":status", false),

        PROTOCOL(":protocol", true);

对于 Http2DataFrame 来说，他自身是一个 ByteBufHolder，用来传递具体的数据信息。data frame 的 Payload 间接存储在 ByteBuf 中。

以上就是 netty 对 http2 音讯的封装了。

本文的例子能够参考：learn-netty4