如何压缩 HTTP 请求正文

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上篇文章中,我介绍了 HTTP 协议中的 Accept-Encoding 和 Content-Encoding 机制。它可以很好地用于文本类响应正文的压缩,减少网络数据的传输,已被广泛使用。但 HTTP 请求的发起方浏览器,无法事先知晓要访问的服务端是否支持解压,所以现阶段的浏览器没有压缩请求正文

有一些通讯协议基于 HTTP 做了扩展,他们的客户端和服务端是专用的,完全可以针对请求正文进行压缩,例如 WebDAV 客户端就是这么做的。

实际的 Web 项目中,存在请求正文非常大的场景,例如发表长篇博客,上报用于调试的网络数据等等。这些数据如果能在本地压缩后再提交,就可以节省大量流量、减少传输时间。本文介绍如何对 HTTP 请求正文进行压缩,包含如何在服务端解压、如何在客户端压缩两个部分。

开始之前,先来介绍本文涉及的三种数据压缩格式:

  • DEFLATE,是一种使用 Lempel-Ziv 压缩算法(LZ77)和哈夫曼编码的压缩格式。详见 RFC 1951
  • ZLIB,是一种使用 DEFLATE 的压缩格式,对应 HTTP 中的 Content-Encoding: deflate。详见 RFC 1950
  • GZIP,也是一种使用 DEFLATE 的压缩格式,对应 HTTP 中的 Content-Encoding: gzip。详见 RFC 1952

Content-Encoding 中的 deflate,实际上是 ZLIB。为了清晰,本文将 DEFLATE 称之为 RAW DEFLATE,ZLIB 和 GZIP 都是 RAW DEFLATE 的不同 Wrapper。

解压请求正文

服务端收到请求正文后,需要分析请求头中的 Content-Encoding 字段,才能知道正文采用了哪种压缩格式。本文规定用 gzip、deflate 和 deflate-raw 分别表示请求正文采用 GZIP、ZLIB 和 RAW DEFLATE 压缩格式。

Nginx

Nginx 没有类似于 Apache 的 SetInputFilter 指令,不能直接给请求添加处理逻辑,还好有 OpenResty。OpenResty 通过集成 Lua 及大量 Lua 库,极大地提升了 Nginx 的功能丰富度和可扩展性。而 LuaJIT 中的 FFI 库,允许纯 Lua 代码调用外部 C 函数,使用 C 数据结构。

把这一切结合起来,就能方便地实现这个需求:首先安装 OpenResty;下载并解压 Zlib 库的 FFI 版;然后在 Nginx 的配置中,通过 lua_package_path 指令将这个库引入;再新建一个 lua 文件,如 request-compress.lua,调用 Zlib 库实现解压功能:

我们的 Nginx 一般都是挡在最前面,背后还有 PHP、Node.js 等实际服务。这段代码从 Content-Encoding 请求头中获取请求压缩格式,并在解压后移除了这个头部。这样对于 Nginx 背后的服务来说,完全感知不到跟平常有什么不一样。

现在还差最后一步,找到 Nginx 中配置 xxx_pass(proxy_pass、uwsgi_pass、fastcgi_pass 等)的地方,加入 lua 处理逻辑:

这个配置目的是让这个 lua 逻辑工作在 Nginx 的 Access 阶段。

到此为止,基于 OpenResty 的解压方案已经写好。它能否按预期正常工作呢?我决定先放一放,后面再验证。

Node.js

Node.js 内置了对 Zlib 库的封装。使用 Node.js 也可以轻松应对压缩内容。直接上代码: