uWebSockets.js 遇见 Http3

HTTP/3 引入运行在 UDP 上的新（不同）传输协议 QUIC 意味着理论上和目前实验上的延迟减少，目前标准已发布，在开始之前可以参阅《​​​​WebSockets和HTTP​​》

​​uWebSockets.js​​ 现在已经增加了实验性 HTTP/3 支持，值得一试。由于是实验性质，存在一些先决条件：

1. 不是所有的平台都能够正常运行起来，文章涉及的代码只在​​x64 Linux​​ 上运行成功，基于 Docker 容器运行
2. 如果​​localhost​​ 接口没有​​ipv6​​ 地址，将无法工作，但可以通过​​./quiche-client --no-verify https://[::1]:9004/​​ 来进行访问

quiche-client 安装

quiche 是 IETF 指定的 QUIC 传输协议和 ​​HTTP/3​​ 的实现，提供了用于处理 QUIC （《​​QUIC 简介及 NodeJs 简单示例​​》） 数据包和处理连接状态的低级 API。应用程序负责提供 I/O（例如套接字处理）以及支持计时器的事件循环。

具体的安装可以参阅 ​​quice git​​。

uWebSockets 安装

npm install  uWebSockets.js#binaries --save

服务器端点是通过一个简单的带有模式匹配和通配符的 URL 路由器定义的：

const uWS = require("uWebSockets.js");
uWS.H3App({
    key_file_name: "./key.pem",
    cert_file_name: "./cert.pem",
})
    .get("/*", (res, req) => {
        res.end("遇见H3，一切都变得美好！");
    })
    .listen(9004, (listenSocket) => {
        if (listenSocket) {
            console.log("监听端口号： 9004!");
        }
    });

使用 ​​quiche-client​​ 访问服务器很容易：

quiche-client --no-verify https://[::1]:9004/

性能

首先通过创建运行最小的 Node.js ​​HTTP/1.1​​ 服务器来作为参考点，无需任何路由或加密，在单核上以 ​​100%​​ 的 CPU 情况下进行压力：

const http = require("http");
const requestListener = function (req, res) {
    res.end("HTTP1 服务");
};
const server = http.createServer(requestListener);
server.listen(8080);

在这台特定的机器上，在 ​​100%​​ 的 CPU 时间（一个内核）下每秒收到 ​​18k​​ 个请求。现在将其与 ​​uWebSockets.js​​ 中的 ​​H3​​ 进行比较。

在单核上 ​​100%​​ 的 CPU 情况下，每秒可以处理高达 ​​291k​​ 的请求，并且还是在加密和 URL 路由解析的情况下，整整 16 倍的加速！

为什么快这么多？部分原因是 ​​HTTP/3​​ 具有适当的请求并行性 ​​pipelining​​ 。所有主要 Web 浏览器都认为 ​​HTTP/1.1​​ 中的​​pipelining​​ 不可用和禁用，但为了完整起见，将在此基准测试中启用 ​​HTTP/1.1​​ 流水线并再次运行它！

在所有条件相同的情况下，使用 Node.js 内置 ​​HTTP/1.1​​ 服务器每秒获得 ​​28k​​请求。与 uWebSockets.js ​​HTTP/3​​ 支持相比，仍然是 10 倍的差异。

注意：​​HTTP/3​​ 必须是 ​​TLS 1.3​​ 加密和 URL 路由的！

很明显，与Node.js相比，性能数据是非常高的，如果想要​​HTTP/3​​的特性，将无法使用普通的 Node.js 。

​​uWebSockets.js​​ 现在构建了高度实验性的 ​​HTTP/3​​，将开始持续稳定的支持。一个大概的计划是在 6 个月内发布一个稳定版本，在 1 个月内应该发布一个包含实验支持的版本。同时，可以开始将应用程序移植到 uWebSockets.js 中。

这样做意味着可以在不改变任何业务逻辑的情况下从 ​​uWS.App​​ 切换到 ​​uWS.H3App​​ ， ​​uWebSockets.js​​ 在与 ​​HTTP/1.1​​ 相同的接口下公开 ​​HTTP/3​​。

不过目前处于概念验证阶段并且非常实验性，运行条件有点苛刻，在使用上还需谨慎。