Apache HttpClient框架常用组件介绍

1、简介

HttpClient 是 Apache Jakarta Common 下的子项目，用来提供高效的、最新的、功能丰富的支持 HTTP 协议的客户端编程工具包，并且它支持 HTTP 协议最新的版本和建议。HttpClient 已经应用在很多的项目中，比如 Apache Jakarta 上很著名的另外两个开源项目 Cactus 和 HTMLUnit 都使用了 HttpClient。

HttpClient 相比传统 JDK 自带的 URLConnection，增加了易用性和灵活性，它不仅是客户端发送 HTTP 请求变得容易，而且也方便了开发人员测试接口（基于 HTTP 协议的），即提高了开发的效率，也方便提高代码的健壮性。因此熟练掌握 HttpClient 是很重要的必修内容，掌握 HttpClient 后，相信对于 HTTP 协议的了解会更加深入。

2、引入依赖

HttpClient 是三方工具，首先需要引入依赖。如下：

<!-- 此处使用的是 5.x 版本，可以根据自身情况引入版本 -->

<dependency>
     <groupId>org.apache.httpcomponents.client5</groupId>
     <artifactId>httpclient5</artifactId>
     <version>5.1.1</version>
</dependency>

3、常用组件

1. HttpClientBuilder：
   • 用于创建和配置HttpClient实例的工厂类。
   • 允许用户设置各种参数，如连接管理器、连接超时、重试策略等。
2. HttpClient：
   • HTTP客户端的核心接口。
   • 负责执行HTTP请求并返回HTTP响应。
   • 内部使用连接管理器（如PoolingHttpClientConnectionManager）来管理HTTP连接。
3. CloseableHttpClient：
   • HttpClient的一个具体实现，它实现了AutoCloseable接口。
   • 提供了额外的关闭连接的方法，以确保资源得到正确释放。
4. HttpRequest：
   • 表示HTTP请求。
   • 包含请求行、请求头和请求体。
5. HttpResponse：
   • 表示HTTP响应。
   • 包含状态行、响应头和响应体。
6. HttpGet 和 HttpPost：
   • HttpRequest的具体实现，分别对应HTTP的GET和POST方法。
7. HttpClientConnectionManager：
   • 负责管理HTTP连接。
   • 提供了获取连接、释放连接等方法。
8. PoolingHttpClientConnectionManager：
   • HttpClientConnectionManager的一个具体实现。
   • 提供了连接池功能，以复用HTTP连接。
9. HttpClientConnectionOperator：
   • 负责创建和管理底层的HTTP连接（如ManagedHttpClientConnection）。
10. ManagedHttpClientConnection：
    • 表示底层的HTTP连接。
    • 封装了与远程服务器的通信过程。
11. HttpHost：
    • 表示目标服务器的地址信息。
    • 包含主机名、端口号和协议类型。
12. InetSocketAddress：
    • Java标准库中的类，用于表示IP地址和端口号的组合。
    • 在HttpClient中用于将HttpHost转换为具体的网络地址。
13. SocketConfig：
    • 定义了套接字连接的相关配置。
    • 如超时时间、TCP参数等。
14. HttpContext：
    • 提供在HTTP请求执行期间传递上下文信息的机制。
    • 允许用户在请求之间共享状态信息。
15. DnsResolver：
    • 负责将主机名解析为IP地址。

4、设计原则

1. 模块化与解耦：将HTTP客户端的不同功能划分为独立的组件和类，使得代码更加清晰、易于维护和扩展。每个组件和类都有明确的职责，并且它们之间的依赖关系相对简单，便于测试和替换。
2. 灵活性：通过HttpClientBuilder，用户可以轻松地配置HttpClient的各种参数，以适应不同的使用场景和需求。这种灵活性使得HttpClient库能够适用于各种复杂的HTTP通信场景。
3. 性能优化：通过引入连接池（如PoolingHttpClientConnectionManager），HttpClient库能够复用HTTP连接，减少了建立和关闭连接的开销，从而提高了性能。此外，底层的ManagedHttpClientConnection和SocketConfig也提供了对底层网络通信的精细控制，进一步优化了性能。
4. 可扩展性：HttpClient库的设计允许用户自定义和扩展组件。例如，用户可以实现自己的DnsResolver或HttpClientConnectionOperator来提供自定义的DNS解析或连接管理策略。这种可扩展性使得HttpClient库能够适应不断变化的需求和技术发展。

5、组件交互过程

1. 使用HttpClientBuilder构建HttpClient：
   • 用户通过HttpClientBuilder配置HttpClient的各种参数，如连接池、超时设置等。
   • 构建完成后，用户获取到一个配置好的HttpClient实例。
2. 创建HttpRequest：
   • 用户根据需要创建具体的HttpRequest实例，如HttpGet或HttpPost。
   • 每个HttpRequest实例都关联一个HttpHost，指明了请求的目标服务器。
3. 执行请求并获取HttpResponse：
   • 用户调用HttpClient的execute方法，并传入HttpRequest实例。
   • HttpClient使用底层的HttpClientConnectionOperator和ManagedHttpClientConnection来建立和管理与远程服务器的连接。
   • 如果需要解析主机名，HttpClient会调用DnsResolver来解析HttpHost中的主机名。
   • HttpClient通过底层的连接发送HttpRequest，并等待服务器的响应。
   • 一旦收到响应，HttpClient将其封装为HttpResponse对象，并返回给用户。
4. 处理响应和释放连接：
   • 用户从HttpResponse中获取响应数据，并进行相应的处理。
   • 请求执行完毕后，HttpClient会负责释放底层的ManagedHttpClientConnection，以便后续请求可以复用。

综合示例

下面是一个使用这些组件的综合示例：

import org.apache.http.HttpHost;  
import org.apache.http.client.config.RequestConfig;  
import org.apache.http.client.methods.CloseableHttpResponse;  
import org.apache.http.client.methods.HttpGet;  
import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient;  
import org.apache.http.impl.client.HttpClients;  
import org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager;  
import org.apache.http.util.EntityUtils;  
  
public class HttpClientExample {  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        // 创建连接池管理器  
        PoolingHttpClientConnectionManager connManager = new PoolingHttpClientConnectionManager();  
        // 设置最大连接数等参数（这里仅为示例）  
        connManager.setMaxTotal(100);  
        connManager.setDefaultMaxPerRoute(20);  
  
        // 创建 HttpClientBuilder 并设置连接池管理器  
        CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.custom()  
                .setConnectionManager(connManager)  
                .build();  
  
        // 创建 HttpGet 请求  
        HttpGet httpGet = new HttpGet("http://example.com");  
  
        // 设置请求配置（可选）  
        RequestConfig requestConfig = RequestConfig.custom()  
                .setConnectTimeout(5000)  
                .setSocketTimeout(5000)  
                .build();  
        httpGet.setConfig(requestConfig);  
  
        try (CloseableHttpResponse response = httpClient.execute(httpGet)) {  
            // 检查响应状态码  
            int statusCode = response.getStatusLine().getStatusCode();  
            System.out.println("Status Code: " + statusCode);  
  
            // 获取响应内容并输出  
            String responseBody = EntityUtils.toString(response.getEntity(), "UTF-8");  
            System.out.println("Response: " + responseBody);  
        }  
  
        // 关闭 HttpClient（如果是 CloseableHttpClient）  
        httpClient.close();  
    }  
}

在这个示例中：

• 使用 PoolingHttpClientConnectionManager 创建了一个连接池管理器，并设置了最大连接数等参数。
• 使用 HttpClients.custom() 创建了一个 HttpClientBuilder，并通过 setConnectionManager 方法设置了连接池管理器。