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.Net Core HttpClient處理響應壓縮詳細

 更新時間：2021年09月27日 11:07:26   作者：作者yi念之間  
.Net Core作為后起之秀直接將HttpClient扶正，并且在此基礎上改良了HttpClientFactory，接下來我們就來探究一下在.Net Core中使用HttpClient處理響應壓縮的機制。,需要的朋友可以參考下面文章的具體內(nèi)容

前言：

  在之前的文章ASP.NET Core中的響應壓縮的實現(xiàn)提到，服務端的主要工作就是根據(jù)Content-Encoding頭信息判斷采用哪種方式壓縮并返回。之前在群里有人問道過，現(xiàn)在的網(wǎng)絡帶寬這么高了還有必要在服務端針對請求進行壓縮嗎？確實，如今分布式和負載均衡技術(shù)這么成熟，很多需要處理高并發(fā)大數(shù)據(jù)的場景都可以通過增加服務器節(jié)點來進行。但是，在資源受限的情況下，或者是還沒必要為了某一個點去增加新的服務器節(jié)點的時候，我們還是要采用一些程序本身的常規(guī)處理手段來進行處理。筆者個人認為響應壓縮的使用場景是這樣的，在帶寬壓力比較緊張的情況，且CPU資源比較充足的情況下，使用響應壓縮整體效果還是比較明顯的。
    有壓縮就有解壓，而解壓的工作就是在請求客戶端處理的。比如瀏覽器，這是我們最常用的Http客戶端，許多瀏覽器都是默認在我們發(fā)出請求的時候(比如我們?yōu)g覽網(wǎng)頁的時候)在Request Head中添加Content-Encoding，然后根據(jù)響應信息處理相關解壓。這些都源于瀏覽器已經(jīng)內(nèi)置了關于請求壓縮和解壓的機制。類似的還有許多，比如常用的代理抓包工具Filder也是內(nèi)置這種機制的。只不過需要手動去處理，但實現(xiàn)方式都是一樣的。有時候我們在自己寫程序的過程中也需要使用這種機制，在傳統(tǒng)的.Net HttpWebRequest類庫中，并沒有這種機制，后來版本中加入了HttpClient,有自帶的機制可以處理這種操作，

一、使用方式

首先我們來看一下直接在HttpClient中如何處理響應壓縮

//自定義HttpClientHandler實例
HttpClientHandler httpClientHandler = new HttpClientHandler
{
    AutomaticDecompression = DecompressionMethods.GZip
};
//使用傳遞自定義HttpClientHandler實例的構(gòu)造函數(shù)
using (HttpClient client = new HttpClient(httpClientHandler))
{
    var response = await client.GetAsync($"http://MyDemo/Home/GetPerson?userId={userId}");
}

這個操作還是非常簡單的，我們操作的并不是HttpClient的屬性而是HttpClientHandler中的屬性，我們在之前的文章[.NET Core HttpClient源碼探究]中曾探討過，HttpClient的本質(zhì)其實就是HttpMessageHandler，而HttpClient真正使用到的是HttpMessageHandler最重要的一個子類HttpClientHandler，所有的請求操作都是通過HttpMessageHandler進行的。我們可以看到AutomaticDecompression接受的是DecompressionMethods枚舉，既然是枚舉就說明包含了不止一個值，接下來我們查看DecompressionMethods中的源碼

[Flags]
public enum DecompressionMethods
{
    // 使用所有壓縮解壓縮算法。
    All = -1,
    // 不使用解壓
    None = 0x0,
    // 使用gzip解壓算法
    GZip = 0x1,
    // 使用deflate解壓算法
    Deflate = 0x2,
    // 使用Brotli解壓算法
    Brotli = 0x4
}

該枚舉默認都是針對常用輸出解壓算法，接下來我們看一下在HttpClientFactory中如何處理響應壓縮。在之前的文章[.NET Core HttpClientFactory+Consul實現(xiàn)服務發(fā)現(xiàn)]中我們曾探討過HttpClientFactory的大致工作方式默認PrimaryHandler傳遞的就是HttpClientHandler實例，而且在我們注冊HttpClientFactory的時候是可以通過ConfigurePrimaryHttpMessageHandler自定義PrimaryHandler的默認值，接下來我們具體代碼實現(xiàn)

services.AddHttpClient("mydemo", c =>
{
    c.BaseAddress = new Uri("http://MyDemo/");
}).ConfigurePrimaryHttpMessageHandler(provider=> new HttpClientHandler
{
    AutomaticDecompression = DecompressionMethods.GZip
});

其實在注冊HttpClientFactory的時候還可以使用自定義的HttpClient，具體的使用方式是這樣的

services.AddHttpClient("mydemo", c =>
{
    c.BaseAddress = new Uri("http://MyDemo/");
}).ConfigureHttpClient(provider => new HttpClient(new HttpClientHandler
{
    AutomaticDecompression = DecompressionMethods.GZip
}));

HttpClient確實幫我們做了好多事情，只需要簡單的配置一下就開啟了針對響應壓縮的處理。這更勾起了我們對HttpClient的探討，接下來我們就通過源碼的方式查看它是如何發(fā)起可響應壓縮請求，并解壓響應結(jié)果的。

二、源碼探究

通過上面的使用方式我們得知，無論使用哪種形式，最終都是針對HttpClientHandler做配置操作，接下來我們查看HttpClientHandler類中AutomaticDecompression屬性的代碼

public DecompressionMethods AutomaticDecompression
{
    get => _underlyingHandler.AutomaticDecompression;
    set => _underlyingHandler.AutomaticDecompression = value;
}

它本身的值操作來自_underlyingHandler這個對象，也就是說讀取和設置都是在操作_underlyingHandler.AutomaticDecompression，我們查找到_underlyingHandler對象的聲明位置

private readonly SocketsHttpHandler _underlyingHandler;

這里說明一下，HttpClient的實質(zhì)工作類是HttpClientHandler，而HttpClientHandler真正發(fā)起請求是依靠的SocketsHttpHandler這個類，也就是說SocketsHttpHandler是最原始發(fā)起請求的類。HttpClientHandler本質(zhì)還是通過SocketsHttpHandler發(fā)起的Http請求，接下來我們就查看SocketsHttpHandler類是如何處理AutomaticDecompression這個屬性的

public DecompressionMethods AutomaticDecompression
{
    get => _settings._automaticDecompression;
    set
    {
        CheckDisposedOrStarted();
        _settings._automaticDecompression = value;
    }
}

這里的_settings不再是具體的功能類，而是用于初始化或者保存SocketsHttpHandler的部分屬性值的配置類

private readonly HttpConnectionSettings _settings = new HttpConnectionSettings();

這里我們不在分析SocketsHttpHandler出處理響應壓縮之外的其他代碼，所以具體就不再看這些了，直接查找_settings._automaticDecompression屬性引用的地方，最終找到了這段代碼

if (settings._automaticDecompression != DecompressionMethods.None)
{
    handler = new DecompressionHandler(settings._automaticDecompression, handler);
}

這里就比較清晰了，真正處理請求響應壓縮相關的都是在DecompressionHandler中。正如我們之前所說的，HttpClient真正的工作方式就是一些實現(xiàn)自HttpMessageHandler的子類在工作，它把不同功能的實現(xiàn)模塊都封裝成了具體的Handler中。當你需要使用哪個模塊的功能，直接使用對應的Handler操作類去發(fā)送處理請求即可。這種設計思路在ASP.NET Core中體現(xiàn)的也是淋漓盡致，ASP.NET Core采用的是構(gòu)建不同終結(jié)點去處理和輸出請求。通過這些我們可以得知DecompressionHandler才是今天的主題，接下來我們就來查看DecompressionHandler類的源碼，我們先來看最核心的SendAsync方法，這個方法是發(fā)送請求的執(zhí)行方法

internal override async ValueTask<HttpResponseMessage> SendAsync(HttpRequestMessage request, bool async, CancellationToken cancellationToken)
{
    //判斷是否是GZIP壓縮請求，如果是則添加請求頭Accept-Encoding頭為gzip
    if (GZipEnabled && !request.Headers.AcceptEncoding.Contains(s_gzipHeaderValue))
    {
        request.Headers.AcceptEncoding.Add(s_gzipHeaderValue);
    }
    //判斷是否是Deflate壓縮請求，如果是則添加請求頭Accept-Encoding頭為deflate
    if (DeflateEnabled && !request.Headers.AcceptEncoding.Contains(s_deflateHeaderValue))
    {
        request.Headers.AcceptEncoding.Add(s_deflateHeaderValue);
    }
    //判斷是否是Brotli壓縮請求，如果是則添加請求頭Accept-Encoding頭為brotli
    if (BrotliEnabled && !request.Headers.AcceptEncoding.Contains(s_brotliHeaderValue))
    {
        request.Headers.AcceptEncoding.Add(s_brotliHeaderValue);
    }
    //發(fā)送請求
    HttpResponseMessage response = await _innerHandler.SendAsync(request, async, cancellationToken).ConfigureAwait(false);

    Debug.Assert(response.Content != null);
    //獲取返回的Content-Encoding輸出頭信息
    ICollection<string> contentEncodings = response.Content.Headers.ContentEncoding;
    if (contentEncodings.Count > 0)
    {
        string? last = null;
        //獲取最后一個值
        foreach (string encoding in contentEncodings)
        {
            last = encoding;
        }
        //根據(jù)響應頭判斷服務端采用的是否為gzip壓縮
        if (GZipEnabled && last == Gzip)
        {
            //使用gzip解壓算法解壓返回內(nèi)容，并從新賦值到response.Content
            response.Content = new GZipDecompressedContent(response.Content);
        }
        //根據(jù)響應頭判斷服務端采用的是否為deflate壓縮
        else if (DeflateEnabled && last == Deflate)
        {
            //使用deflate解壓算法解壓返回內(nèi)容，并從新賦值到response.Content
            response.Content = new DeflateDecompressedContent(response.Content);
        }
        //根據(jù)響應頭判斷服務端采用的是否為brotli壓縮
        else if (BrotliEnabled && last == Brotli)
        {
            //使用brotli解壓算法解壓返回內(nèi)容，并從新賦值到response.Content
            response.Content = new BrotliDecompressedContent(response.Content);
        }
    }
    return response;
}

通過上面的邏輯我們可以看到GZipEnabled、DeflateEnabled、BrotliEnabled三個bool類型的變量，中三個變量決定了采用哪種請求壓縮方式，主要實現(xiàn)方式是

internal bool GZipEnabled => (_decompressionMethods & DecompressionMethods.GZip) != 0;
internal bool DeflateEnabled => (_decompressionMethods & DecompressionMethods.Deflate) != 0;
internal bool BrotliEnabled => (_decompressionMethods & DecompressionMethods.Brotli) != 0;

主要就是根據(jù)我們配置的DecompressionMethods枚舉值判斷想獲取哪種方式的壓縮結(jié)果，解壓的實現(xiàn)邏輯都封裝在GZipDecompressedContent、DeflateDecompressedContent、BrotliDecompressedContent中，我們看一下他們的具體的代碼

private sealed class GZipDecompressedContent : DecompressedContent
{
        public GZipDecompressedContent(HttpContent originalContent)
            : base(originalContent)
        { }
        //使用GZipStream類對返回的流進行解壓
        protected override Stream GetDecompressedStream(Stream originalStream) =>
            new GZipStream(originalStream, CompressionMode.Decompress);
    }

    private sealed class DeflateDecompressedContent : DecompressedContent
    {
        public DeflateDecompressedContent(HttpContent originalContent)
            : base(originalContent)
        { }
        //使用DeflateStream類對返回的流進行解壓
        protected override Stream GetDecompressedStream(Stream originalStream) =>
            new DeflateStream(originalStream, CompressionMode.Decompress);
    }

    private sealed class BrotliDecompressedContent : DecompressedContent
    {
        public BrotliDecompressedContent(HttpContent originalContent) :
            base(originalContent)
        { }
        //使用BrotliStream類對返回的流進行解壓
        protected override Stream GetDecompressedStream(Stream originalStream) =>
            new BrotliStream(originalStream, CompressionMode.Decompress);
    }
}

其主要的工作方式就是使用對應壓縮算法的解壓方法得到原始信息。簡單總結(jié)一下，HttpClient關于壓縮相關的處理機制是，首先根據(jù)你配置的DecompressionMethods判斷你想使用那種壓縮算法。然后匹配到對應的壓縮算法后添加Accept-Encoding請求頭為你期望的壓縮算法。最后根據(jù)響應結(jié)果獲取Content-Encoding輸出頭信息，判斷服務端采用的是哪種壓縮算法，并采用對應的解壓方法解壓獲取原始數(shù)據(jù)。

總結(jié)：

    通過本次探討HttpClient關于響應壓縮的處理我們可以了解到，HttpClient無論從設計上還是實現(xiàn)方式上都有非常高的靈活性和擴展性，這也是為什么到了.Net Core上官方只推薦使用HttpClient一種Http請求方式。由于使用比較簡單，實現(xiàn)方式比較清晰，這里就不過多拗述。主要是是想告訴大家HttpClient默認可以直接處理響應壓縮，而不是和之前我們使用HttpWebRequest的時候還需要手動編碼的方式去實現(xiàn)。

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