HttpClientFactory 使用說明 及 對 HttpClient 的回顧和對比

HttpClient 日常使用及坑點：

在 C# 中，平時我們在使用 HttpClient 的時候，會將 HttpClient 包裹在 using 內部進行聲明和初始化，如：

using(var httpClient = new HttpClient())
{
    //other codes
}

至於爲什麼？無外乎是：項目代碼中就是這樣寫的，依葫蘆畫瓢/別人就是這樣用的/在微軟官方的 ASP.NET 教程中也是這麼幹的。

說的技術範點：當你使用繼承了 IDisposable 接口的對象時，建議在 using 代碼塊中聲明和初始化，當 using 代碼段執行完成後，會自動釋放該對象而不需要手動進行顯示 Dispose 操作。

但這裏，HttpClient 這個對象有點特殊，雖然繼承了 IDisposable 接口，但它是可以被共享的（或者說可以被複用），且線程安全。從項目經驗來看，倒是建議在整個應用的生命週期內，複用 HttpClient 實例，而不是每次 RPC 請求的時候就實例化一個。（之前在優化公司一個 web 項目的時候，也曾經因爲 HttpClient 載過一次坑，後面我會進行簡述。）

我們先來用個簡單的例子做下測試，看爲什麼不要每次 RPC 請求都實例化一個 HttpClient：

  public class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            HttpAsync();
            Console.WriteLine("Hello World!");
            Console.Read();
        }

        public static async void HttpAsync()
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                using (var client = new HttpClient())
                {
                    var result = await client.GetAsync("http://www.baidu.com");
                    Console.WriteLine($"{i}:{result.StatusCode}");
                }
            }
        }
    }

運行項目輸出結果後，通過 netstate 查看下 TCP 連接情況：

• 雖然項目已經運行結束，但是連接依然存在，狀態爲 "TIME_WAIT"（繼續等待看是否還有延遲的包會傳輸過來。）。

  默認在 windows 下，TIME_WAIT 狀態將會使系統將會保持該連接 240s。

• 這裏也就引出了我上面說的載過的一次坑：在高併發的情況下，連接來不及釋放，socket 被耗盡，耗盡之後就會出現喜聞樂見的一個錯誤：

#使用jemter壓測復現錯誤信息：
Unable to connect to the remote serverSystem.Net.Sockets.SocketException: Only one usage of each socket address (protocol/network address/port) is normally permitted.

說白話：就是會出現“各種套接字問題”。（碼WCF的童鞋可能更加記憶尤新，問題追根溯源都是換湯不換藥。）

熊廠裏面能夠搜索出來的解決方法，基本都是“減少超時時間”，但人爲減少了超時時間會出現各種莫名其妙的錯誤。且無法避免服務器遲早崩潰的問題。

可以通過註冊表進行修改默認值：[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters\TcpTimedWaitDelay]）

那麼如何處理這個問題？答案已經在上面說了，“複用 HttpClient”即可。如：

    public class Program
    {
        private static readonly HttpClient _client = new HttpClient();
        static void Main(string[] args)
        {
            HttpAsync();
            Console.WriteLine("Hello World!");
            Console.Read();
        }

        public static async void HttpAsync()
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                var result = await _client.GetAsync("http://www.baidu.com");
                Console.WriteLine($"{i}:{result.StatusCode}");
            }
        }
    }

• 可以看到，原先 10 個連接變成了 1 個連接。（請不要在意兩次示例的目標 IP 不同---SLB 導致的，都是百度的ip）

• 另外，因爲複用了 HttpClient，每次 RPC 請求的時候，實際上還節約了創建通道的時間，在性能壓測的時候也是很明顯的提升。曾經因爲這一舉動，將 web 項目的 TPS 從單臺 600 瞬間提升到了 2000+，頁面請求時間也從 1-3s 減少至 100-300ms，甚是讓測試組小夥伴膜拜（當然也包括了一些業務代碼的細調。），但知道箇中緣由後，一個小改動帶來的項目性能提升。。。會讓人上癮：）

• 至於如何創建一個靜態 HttpClient 進行復用，大家可以按項目實際來，如直接創建一個“全局”靜態對象，或者通過各類 DI 框架來創建均可。

但這麼調整 HttpClient 的引用後，依然存在一些問題可能會影響到你的項目（尚未影響到我:P），如：

• 因爲是複用的 HttpClient，那麼一些公共的設置就沒辦法靈活的調整了，如請求頭的自定義。
• 因爲 HttpClient 請求每個 url 時，會緩存該url對應的主機 ip，從而會導致 DNS 更新失效（TTL 失效了）

那麼有沒有辦法解決 HttpClient 的這些個問題？直到我遇到了 HttpClientFactory，瞬間寫代碼幸福感倍升，也感慨新時代的童鞋們真的太幸福了，老一輩踩的坑可以“完美”規避掉了。

HttpClientFactory 優勢：

HttpClientFactory 是 ASP.NET CORE 2.1 中新增加的功能。

• “完美”解決了我多年來遇到的這些坑，可以更加專注於業務代碼。
• HttpClientFacotry 很高效，可以最大程度上節省系統 socket。（“JUST USE IT AND FXXK SHUT UP”:P）

• Factory，顧名思義 HttpClientFactory 就是 HttpClient 的工廠，內部已經幫我們處理好了對 HttpClient 的管理，不需要我們人工進行對象釋放，同時，支持自定義請求頭，支持 DNS 更新等等等。

  從微軟源碼分析，HttpClient 繼承自 HttpMessageInvoker，而 HttpMessageInvoker 實質就是HttpClientHandler。

  HttpClientFactory 創建的 HttpClient，也即是 HttpClientHandler，只是這些個 HttpClient 被放到了“池子”中，工廠每次在 create 的時候會自動判斷是新建還是複用。(默認生命週期爲 2min)

  還理解不了的話，可以參考 Task 和 Thread 的關係，以前碰到 HttpClient 這個問題的時候，就一直在想微軟什麼時候官方出一個 HttpClient 的 Factory，雖然時隔了這麼多年直到 .NET CORE 2.1 纔出，但也很是興奮。

HttpClientFactory 使用方法：

藉助 ASP.NET CORE MVC，可以很方便的進行 HttpClient 的使用

實戰用法1：常規用法

統一在發佈項目中聲明和配置。

1. 在 Startup.cs 中進行註冊

  public class Startup
    {
        public Startup(IConfiguration configuration)
        {
            Configuration = configuration;
        }

        public IConfiguration Configuration { get; }

        // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
        public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
        {
            //other codes
            
            services.AddHttpClient("client_1",config=>  //這裏指定的name=client_1，可以方便我們後期服用該實例
            {
                config.BaseAddress= new Uri("http://client_1.com");
                config.DefaultRequestHeaders.Add("header_1","header_1");
            });
            services.AddHttpClient("client_2",config=>
            {
                config.BaseAddress= new Uri("http://client_2.com");
                config.DefaultRequestHeaders.Add("header_2","header_2");
            });
            services.AddHttpClient();

            //other codes
            services.AddMvc().AddFluentValidation();
        }
      }

2. 使用，這裏直接以 controller 爲例，其他地方自行 DI

    public class TestController : ControllerBase
    {
        private readonly IHttpClientFactory _httpClient;
        public TestController(IHttpClientFactory httpClient)
        {
            _httpClient = httpClient;
        }

        public async Task<ActionResult> Test()
        {
            var client = _httpClient.CreateClient("client_1"); //複用在Startup中定義的client_1的httpclient
            var result = await client.GetStringAsync("/page1.html");

            var client2 = _httpClient.CreateClient(); //新建一個HttpClient
            var result2 = await client.GetStringAsync("http://www.site.com/XXX.html");

            return null;
        }
    }

實戰用法2：使用自定義類執行 HttpClientFactory 請求

1. 自定義 HttpClientFactory 請求類

public class SampleClient
{
    public HttpClient Client { get; private set; }
    
    public SampleClient(HttpClient httpClient)
    {
        httpClient.BaseAddress = new Uri("https://api.SampleClient.com/");
        httpClient.DefaultRequestHeaders.Add("Accept", "application/json");
        httpClient.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", "HttpClientFactory-Sample");
        Client = httpClient;
    }
}

2. 在 Startup.cs 中 ConfigureService 方法中註冊 SampleClient，代碼如下，

services.AddHttpClient<SampleClient>();

3. 調用：

public class ValuesController : Controller
{
    private readonly SampleClient  _sampleClient;;
  
    public ValuesController(SampleClient  sampleClient)
    {
        _sampleClient = sampleClient;
    }
  
    [HttpGet]
    public async Task<ActionResult> Get()
    {
        string result = await  _sampleClient.client.GetStringAsync("/");
        return Ok(result);
    }
}

實戰用法3：完全封裝 HttpClient 可以使用下面方法

1. 自定義 HttpClientFactory 請求類

public interface ISampleClient
{
    Task<string> GetData();
}
 
public class SampleClient : ISampleClient
{
    private readonly HttpClient _client;
 
    public SampleClient(HttpClient httpClient)
    {
        httpClient.BaseAddress = new Uri("https://api.SampleClient.com/");
        httpClient.DefaultRequestHeaders.Add("Accept", "application/json");
        httpClient.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", "HttpClientFactory-Sample");
        _client = httpClient;
    }
 
    public async Task<string> GetData()
    {
        return await _client.GetStringAsync("/");
    }
}

2. 在 Startup.cs 中 ConfigureService 方法中註冊 SampleClient，代碼如下，

services.AddHttpClient<ISampleClient, SampleClient>();

3. 調用：

public class ValuesController : Controller
{
    private readonly ISampleClient  _sampleClient;;
     
    public ValuesController(ISampleClient  sampleClient)
    {
        _sampleClient = sampleClient;
    }
     
    [HttpGet]
    public async Task<ActionResult> Get()
    {
        string result = await _sampleClient.GetData();
        return Ok(result);
    }
}