.NET Core 3.0之深入源码理解Kestrel的集成与应用(二)

前言

前一篇文章主要介绍了.NET Core继承Kestrel的目的、运行方式以及相关的使用,接下来将进一步从源码角度探讨.NET Core 3.0中关于Kestrel的其他内容,该部分内容,我们无需掌握,依然可以用好Kestrel,本文只是将一些内部的技术点揭露出来,供自己及大家有一个较深的认识。

Kestrel提供了HTTP 1.X及HTTP 2.0的支持,内容比较多,从趋势上看,Http2.0针对HTTP 1.X的众多缺陷进行了改进,所以这篇文章主要关注Kestrel对HTTP 2.0的支持。

HTTP 2.X

流控制

在讨论流控制之前,我们先看一下流控制的整体结构图:

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接下来,我们详细讨论一下流控制,其中内部有一个结构体的实现:FlowControl,FlowControl在初始化的时候设置了所能接收或者输出的数据量大小,并会根据输入输出进行动态控制,毕竟资源是有限的,在有限资源的限制下,需要灵活处理数据包对资源的占用。FlowControl.Advance方法的调用会腾出空间,FlowControl.TryUpdateWindow会占用空间,以下是FlowControl的源码:

在控制流中,主要包括FlowControl和StreamFlowControl,StreamFlowControl依赖于FlowControl(Http2Stream引用了StreamFlowControl的读写实现)。我们知道,在计算机网络中,Flow和Stream都是指流的概念,Flow侧重于主机或者网络之间的双向传输的数据包,Stream侧重于成对的IP之间的会话。

在FlowControl的输入输出控制中,OutFlowControl增加了对OutputFlowControlAwaitable的引用,并采用了队列的方式。

相关使用如下:

头部压缩算法

头部压缩算法这块涉及到动/静态表、哈夫曼编/解码、整型编/解码等。

头部字段维护在HeaderField中,源码如下:

静态表由StaticTable实现,内部维护了一个只读的HeaderField数组,动态表由DynamicTable实现,可以视为是HeaderField的一个动态数组的实现,其初始大小在实例化的时候输入,并除以32(HeaderField.RfcOverhead)。

哈夫曼编/解码和整型编/解码会被HPackDecoder和HPackEncoder引用。

HPackDecoder提供了三个公共方法,这三个方法最终都会调用EncodeString进行最终的编码,目前可以看到其内部只有整形编码,我相信在未来会增加哈夫曼编码,以下是EncodeString源码(有兴趣的朋友可以关注下Span<>的使用):

HPackEncoder只有一个公共方法Decode,不过其内部实现非常复杂,它实现了流的不同帧的处理、大小的控制以及多路复用。

HTTP帧处理

读取功能主要由Http2FrameReader实现,内部有四个常数,如下所示:

  • HeaderLength = 9:Header长度

  • TypeOffset = 3:类型偏移量

  • FlagsOffset = 4:标记偏移量

  • StreamIdOffset = 5:StreamId偏移量

  • SettingSize = 6:Id占用2 bytes, 值占用了4 bytes

Http2PeerSettings实现,内部提供了一个Update方法用于更新配置信息。

除此以外还包括Stream生命周期处理、错误编码、连接控制等,限于篇幅此处不做其他说明,有兴趣的朋友可以自己查看源代码。

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