Java Http多次請求復用同一連接示例詳解

更新時間：2022年10月31日 11:53:56 作者：顏如玉

這篇文章主要為大家介紹了Java Http多次請求復用同一連接示例詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步，早日升職加薪

概述

注:

本文乃是最簡單的實現(xiàn)，真實場景要復雜麻煩的多
旨在闡述清晰多次HTTP請求復用一個連接的底層邏輯

早在HTTP/1.0時代，每次HTTP請求都要創(chuàng)建一個連接，而創(chuàng)建連接的過程需要消耗資源和時間，代價相對昂貴，為了減少資源消耗，縮短響應時間，就需要重用連接。在后來的HTTP/1.1中，引入了連接復用的機制，Http Header中加入Connection: keep-alive來告訴對方這個請求響應完成后先不忙關閉，這也是本篇文章的由來。

復用的基本條件

理論基礎

OSI是Open System Interconnection的縮寫，意為開放式系統(tǒng)互聯(lián)。國際標準化組織（ISO）制定了OSI模型，該模型定義了不同計算機互聯(lián)的標準，是設計和描述計算機網(wǎng)絡通信的基本框架。也就是如下七層模型:

當然也有大家熟知的五層模型，也就是把會話層、表示層、應用層合稱為應用層。耳熟能詳?shù)腡CP、UDP屬于數(shù)量稀少的傳輸層協(xié)議。在這之上的應用層協(xié)議百花齊放諸如：HTTP、SMTR、FTP......，然后很多中間件也自定義了通訊協(xié)議，比如Dubbo、Mysql。

讀到這里大家可能就已經(jīng)清醒的意識到，即使同屬應用層的協(xié)議，是否支持長連接也不盡相同。筆者想要傳達的一個認知:之所以能支持長連接，那是因為TCP經(jīng)歷三次握手建立連接之后，如果不出現(xiàn)其他意外是可以保證連接狀態(tài)的。也就是說應用層協(xié)議是否屬于長連接僅僅取決于成功建立TCP，發(fā)送一個請求之后，對該連接的處理策略:

如早期的HTTP每次發(fā)送請求，Server端回復完畢之后直接關閉則是短連接
如Mysql處理完一條SQL請求，然后繼續(xù)執(zhí)行下一個則是長連接

這其實就是我們的理論基礎，HTTP有希望支持長連接的前提是TCP本身就是長連接。

現(xiàn)實基礎

HTTP協(xié)議并非魔法，不是說新增一條規(guī)范，也不是簡簡單單的Header中加入Connection: keep-alive就能立馬支持長連接了。想要達到這個目的需要Client、Server端共同努力。

客戶端譬如Chrome瀏覽器，服務端譬如阿里OSS，像這樣兩端都支持了新的規(guī)范，HTTP才能快樂的成為長連接陣營中的一員。

獲取HTTP資源常見方式

因為JDK提供了相關工具、且平臺相關的第三方包也足夠優(yōu)秀，所以Java獲取HTTP資源并非難事。

@Slf4j
public class SinaPicDownload {
    /* 微博上某個畫師的作品 */
    static final String HTTP_URL = "https://wx3.sinaimg.cn/mw2000/006jQ3i8ly1h5k50zujydj35k0334kjo.jpg";
    /* 下載之后放在顏如玉電腦的io文件下 */
    static final String LOCAL = "/Users/admin/io/靈魂蓮華-皎月.jpeg";
    public static void main(String[] args) {
        try (
            InputStream in = new URL(HTTP_URL).openStream();
            FileOutputStream out = new FileOutputStream(LOCAL)
        ) {
            byte[] buffer = new byte[1024 << 2];
            int read;
            while ((read = in.read(buffer)) > -1) {
                out.write(buffer, 0, read);
            }
            out.flush();
        } 
        catch (Throwable e) {
            log.error("獲取HTTP資源失敗:", e);
        }
    }
}

配合Java 7之后提供的try-with-resources語法糖，你甚至僅僅只需要不到二十行的代碼就可以輕而易舉的達到目的，但是缺點也顯而易見，通過這種方法每次只能獲取一個資源，用完之后只能完畢。我當時就在想，Java怎么實現(xiàn)一次連接多次請求呢？

Transfer-Encoding

筆者在上文提到的理論基礎上推測到肯定可以使用Java提供的Socket建立TCP連接，關鍵問題是怎么跟Server端描述HTTP請求呢？

類比到現(xiàn)實生活中，兩者能順暢交流必然要求雙方都可以聽懂對方的語言。那HTTP有沒有一種Client、Server都能解析的規(guī)范呢，HTTP Transfer-Encoding正是在這種背景下應運而生。通俗的來講Transfer-Encoding就是一種雙方都約定好的格式，我按照這個格式Encoding，你按照這個格式Decoding，ta大概長這個樣子：

可想而知剛剛獲取那張圖片資源的是時候，我們肯定是這么跟新浪微博服務端說的：

聲明:

真實的Request Line與圖中一致
Header其實復雜很多，配圖做了簡化
該請求Body為空，圖中略過

簡略實現(xiàn)

先聲明一些常量，以備后用

@Slf4j
public class ReusableHttp {
    /* 顏如玉公司的OSS服務域名 */
    static final String HOST = "****.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com";
    static final int PORT = 80;
    /* 顏如玉在OSS上放置的幾個資源 */
    static final String[] URLS = new String[]{
        "/context/reusable/gtyj.text",
        "/context/reusable/tlyxqch.text",
        "/context/reusable/yj.text",
        "/context/reusable/ls.text"
    };
    /* CR = '\r'; LF = '\n'*/
    static final byte[] CRLF = new byte[]{Chars.CR, Chars.LF};
    static final String LOCAL_PATH = "/Users/admin/io/";
}

建立TCP連接，然后獲得輸出，輸入流

public static void main(String[] args) {
    try {
        try (
            Socket socket = new Socket(HOST, PORT);
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
            InputStream in = socket.getInputStream()
        ) {
            /* 復用連接,獲取資源 */
            reusable(out, in);
        }
    }
    catch (IOException e) {
        log.error("請求出現(xiàn)異常", e);
    }
}

寫出Request Line

/**
 * Write Request Line
 *
 * RequestLine encoding規(guī)范
 *
 * **********************************************
 * * method * sp * URL * sp * version * cr * lf *
 * **********************************************
 */
static void writeRequestLine(OutputStream out, String url) throws IOException {
    /* 注意空格一定要按照規(guī)定來擺放 */
    out.write(("GET " + url + " HTTP/1.1").getBytes());
    /* 最后再寫入一個回車、換行符表示Request Line結束 */
    out.write(CRLF);
}

寫出Request Header

/**
 * Write Request Header
 *
 * HeaderLine encoding規(guī)范
 *
 * *******************************************
 * * header field name * : * value * cr * lf *
 * *******************************************
 * ....
 * *******************************************
 * * header field name * : * value * cr * lf *
 * *******************************************
 * ...
 * ***********
 * * cr * lf *
 * ***********
 * ***************
 * * Entity Body *
 * ***************
 */
static void writeHeaderLine(OutputStream out) throws IOException {
    out.write("Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9".getBytes());
    out.write(CRLF);
    out.write("Accept-Encoding: gzip, deflate".getBytes());
    out.write(CRLF);
    out.write("Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9".getBytes());
    out.write(CRLF);
    out.write("Connection: keep-alive".getBytes());
    out.write(CRLF);
    out.write("Host: kuaimai-sheji.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com".getBytes());
    out.write(CRLF);
    /* 最后再寫入一個回車、換行符表示Request Header結束 */
    out.write(CRLF);
}

因為是簡單的請求，所以直接省略Request Body。發(fā)出如上報文后，Server端會解析請求，然后回復。

/**
 * 1.向Server端寫出請求
 * 2.接受Server端回復
 * 3.寫到顏如玉本地機器的io文件夾下
 *
 * @param out 往Server端寫出流
 * @param in  Server端往Client端寫入流
 */
static void reusable(OutputStream out, InputStream in) throws IOException {
    for (int i = 0, s = URLS.length; i < s; i++) {
        writeRequestLine(out, URLS[i]);
        writeHeaderLine(out);
        out.flush();
        byte[] bytes = new byte[512];
        in.read(bytes);
        String file = LOCAL_PATH + i + ".text";
        try (
            FileOutputStream fo = new FileOutputStream(file)
        ) {
            fo.write(bytes);
            fo.flush();
        }
        catch (Throwable e) {
            log.error("文件寫入出現(xiàn)異常", e);
        }
    }
}